資源簡介

(共28張PPT)
第1章 原子結構與元素性質
第2節 原子結構與元素周期表
第1課時 基態原子的核外電子排布 電子排布式
太陽光譜中的夫瑯禾費線
1814年，德國物理學家夫瑯禾費發明了分光鏡并用來觀察太陽光，發現太陽光譜中有570多條黑線，后人稱為夫瑯禾費線。1925年，德國科學家洪特解釋了復雜光譜，得出了過的元素的光譜學基態原子的電子排布，為構造原理的確立奠定了基礎。
1.知道原子核外電子的能級高低順序，了解原子核外電子排布的構造原理。
2.知道1～36號元素基態原子核外電子的排布。
1.通過認識原子結構及核外電子排布，辨識微觀粒子的運動狀態不同于宏觀物體的運動狀態。（宏觀辨識與微觀探析）
2.結合原子核外電子排布規律及核外電子排布的原則建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系。（證據推理與模型認知）
體會課堂探究的樂趣，
汲取新知識的營養，
讓我們一起 吧！
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課
堂
【復習回顧】
核外電子排布原則：一低四不超
1、電子優先排布在能量低的電子層里，先排滿K層，再排L層。
2、每個電子層最多容納的電子數為2n2（n為電子層數）
3、最外層電子數不超過8個（K為2個），次外層不超過18個，倒數第三 層不超過32個。
上述規律相互制約，相互聯系
在化學（必修）中我們就學習了原子核外電子是在原子核外距離原子核由近及遠、能量由低到高分層排布。如1-18號原子核外電子分層排布的原子結構示意圖為：
【溫故知新】
能級（s，p，d，f，g…）
能量
電子層（能層）
離核距離
能量
…654321
…PONMLK
我們知道原子核外的電子是按能量高低由近及遠排布在原子軌道上的,那么基態原子的核外電子是如何在原子軌道上排布的呢？
活動探究
請根據有關原子軌道的知識和以及閱讀教材，歸納基態原子核外電子排布的原則，將學案探究一完成，限時5分鐘。
①基態原子的核外電子在各個原子軌道上的排布方式應使整個原子體系的能量最低。
基態原子的核外電子排布
規律:⑴能量最低原理
②隨著原子序數的遞增，基態原子的核外電子在原子軌道上的排列順序的規律稱為構造原理。
1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d 、6p、7s……
構造原理規律： ns＜ (n-2)f＜ (n-1)d＜np
(1)在多電子原子中，電子進入能級的先后應遵循的原則是什么？
能量最低原則。電子最先排布在能量低的軌道上，然后依次排布在能量較高的軌道上。
(2)多電子原子核外電子排布是否完全遵循電子層的順序？
從第三電子層開始各軌道不完全遵循電子層順序，產生了軌道能量交錯排列，即產生“能級交錯”現象。
(3)軌道的能量高低主要是由哪些因素決定的？
各軌道的能量由電子層序數和軌道類型共同決定，各軌道的能量高低順序，符合ns<(n－2)f<(n－1)d【交流思考】
一個原子軌道中最多只能容納兩個電子，且這兩個電子自旋狀態不同。
推算各電子層(n)最多容納的電子數是多少？
n=1時 共1個原子軌道：1s
n=2時共4個原子軌道：2s、2p
……n時共n2個原子軌道
n=3時共9個原子軌道：3s、3p、3d
n=4時共16個原子軌道：4s、4p、4d、4f
電子數:2個 2×12
電子數:8個 2×22
電子數:18個 2×32
電子數: 32個 2×42
電子數: 2n2個
⑵泡利不相容原理：
電子排布式：根據能級順序并用數字在能級符號的右上角表明該能級上的排布的電子數目來表示元素原子的電子排布情況的式子。
Na： 1s2 2s2 2p6 3s1
能層序數
該能級上的電子數
能級符號
原則:按構造原理充入電子,按能層次序書寫。
閱讀教材，記住1~18號元素基態原子的電子排布式。
交流研討
基態碳原子2P軌道上的電子是如何排布的？閱讀課本第12頁了解基態原子核外電子排布的第3個原則：洪特規則。
軌道表示式(電子排布圖)
用一個小圓圈(或方框)表示一個原子軌道，在圓圈(或方框)內用箭頭“↑”或“↓”標明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。
碳：C
1s2 2s22p2
1s
2s
2p
↑↓
↑↓
？
↑ ↑
√
↑ ↓
×
能量最低
↑ ↑
⑶洪特規則：
↑↓
×
電子在能量相同的軌道上排布時，盡可能分占不同的原子軌道并且自旋狀態相同。
√
閱讀教材，書寫1-18號元素基態原子核外電子排布軌道表示式。
1～18號元素基態原子的電子排布式和軌道表示式
【交流研討】
按照三個排布規則，嘗試寫出下列元素基態原子的核外電子排布式。
19鉀 K： 20鈣 Ca：
24鉻 Cr： 26鐵 Fe：
27鈷 Co： 29銅 Cu：
30鋅 Zn： 35溴 Br：
36氪 Kr：
1s22s22p63s23p64s1；
1s22s22p63s23p64s2；
1s22s22p63s23p63d44s2；
1s22s22p63s23p63d64s2；
1s22s22p63s23p63d74s2；
1s22s22p63s23p63d94s2；
1s22s22p63s23p63d104s2；
1s22s22p63s23p63d104s24p5；
1s22s22p63s23p63d104s24p6
24Cr的電子排布圖:
1s22s22p63s23p63d54s1
不是3d44s2
29Cu的電子排布圖:
1s22s22p63s23p63d104s1
不是3d94s2
能量較低
狀態穩定
全充滿（p6，d10，f14）
全空時（p0，d0，f0 ）
半充滿（p3，d5，f7 ）
↑ ↑ ↑
np3
⑷Cr和Cu的核外電子排布的特例(洪特規則的特例)：
對于能量相同的軌道(同一能級),當電子排布處于全滿、半滿、全空時比較穩定,整個體系的能量最低。
總結：書寫原則
按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中
①相同能層的不同能級的能量高低順序 ：
②英文字母相同的不同能級的能量高低順序：
③不同層不同能級可由下面的公式得出:
各能級的能量高低順序
ns＜np＜nd＜nf
1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p; 3d＜4d
ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np (n為能層序數)
一般情況下，能層低的能級要寫在左邊，而不是按照構造原理順序寫
26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2，
基態鉻、銅的核外電子排布不符合構造原理
Cr基態原子的電子排布式：
Cu基態原子的電子排布式
1s22s22p63s23p63d54s1
1s22s22p63s23p63d104s1
半充滿
全充滿
按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中
總結：書寫原則
(1) 上述方括號的意義是什么？
(2) 仿照Na的簡化電子排布式，寫出O、Si、Cu的簡化電子排布式
方括號：內層電子達到稀有氣體元素原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號的形式表示
O [He] 2s22p4
Si [Ne]3s23p2
Cu [Ar] 3d10 4s1
總結：書寫原則
電子排布式可以簡化，如Na的電子排布式可簡化為[Ne]3s1，
Fe 簡化電子排布式為[Ar]3d64s2 價電子排布式為3d64s2
通常元素周期表只給出價層電子排布式，請寫出Na、Al、Cl、Mn、Br價層電子排布式
Na 3s1 Al 3s23p1
Cl 3s23p5 Mn 3d5 4s2
Br 4s24p5
原子的價電子表示式：
為突出化合價與電子排布式的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層。
原子的價電子表示式：
鉀K： ； 鈣Ca： ；
鉻Cr： ； 鐵Fe： ；
鈷Co： ； 銅Cu： ；
鋅Zn： ； 溴Br： 。
了解元素周期表中主族中的ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA元素的價電子排布。
4s1 4s2
3d54s1 3d64s2
3d74s2 3d104s1
3d104s2 4s24p5
能級交錯
從第三能層開始出現能級交錯現象，能級交錯排列的順序即電子能量由低到高的順序，即Ens＜E(n-2)f＜E(n-1)d＜Enp
隨著電荷數遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的，電子是按能量由低到高的順序填充的，這種現象被稱為能級交錯。
源于光譜學事實
原子核外電子排布
構造原理
電子排布式
核外電子的填充順序
實質：各能級的能量高低順序
能級交錯現象
概念
書寫方法
能層
能級
符號：K L M N O P Q
能量：K → Q依次升高
符號：s、p、d、f
能級數=能層序數
1.下列基態原子與離子的電子排布式錯誤的是 (　　)
A.K:1s22s22p63s23p64s1
B.F-:1s22s22p6
C.Fe:1s22s22p63s23p63d54s2
D.Kr:1s22s22p63s23p63d104s24p6
C
2.下列軌道表示式所表示的元素原子中，能量處于最低狀態的是( )
C
3、（雙選）下列有關核外電子排布式或軌道表示式不正確的是( )
A.24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
B.K的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
C.N原子的軌道表示式：
D.S原子的軌道表示式：
BD
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
1s 2s 2p
4.按要求填空:
(1)基態B原子的電子排布式為___________________ 。
(2)基態N原子的價電子排布式為____________。
(3)Se原子序數為____________,其核外M層電子的排布式為____________。
(4)Li3N晶體中氮以N3-形式存在,基態N3-的電子排布式為____________。
(5)寫出基態鎵(Ga)原子的電子排布式:_________________ _____ 。
1s22s22p1或[He]2s22p1
2s22p3
34
3s23p63d10
1s22s22p6
1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1

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