1、第二课时 原子核外电子的排布明课程标准扣核心素养1.了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。2.知道136号元素基态原子核外电子的排布。宏观辨识与微观探析：了解金属的焰色反应与发射光谱，能从微观原子核外电子跃迁的视角进行解释。证据推理与模型认知：结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的构造原理建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。 科学家经过研究发现，电子是按顺序填充的，填满一个能级之后再填下一个能级，这种规律称为构造原理。请阅读教材，了解构造原理的三大内容，并按要求完成下面的内容。试根据构造原理分析下列元素原子的核外电子排布情况
2、，将下列表格填写完整。原子原子结构示意图电子排布式外围电子排布的轨道表示式碳(C)钠(Na)铬(Cr)铜(Cu)提示：问题探讨1原子核外电子排布的构造原理的三大内容是什么？提示：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。2为什么铬原子的核外电子排布式是Ar3d54s1，而不是Ar3d44s2?提示：前者是实验测定的结果。洪特通过分析光谱实验的结果指出，能量相同的原子轨道在全充满(如d10)、半充满(如d5)和全空(如d0)状态时，体系的能量最低。1原子核外电子排布的构造原理(1)能量最低原理：原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。(2)泡利
3、不相容原理：每个原子轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子。(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同。名师点拨能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的，也就是说，基态原子的核外电子在原子轨道上的排布要同时遵循这三个原则。其中，能量最低原理可叙述为在不违背泡利不相容原理的前提下，核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。2基态原子核外电子进入原子轨道的顺序名师点拨(1)能量交错现象原子中的外围电子在外层排布时存在原子轨道能量交错现象。如E(4s)E(3d)E(4p)，E(5s)E
4、(4d)E(5p)。(2)洪特规则能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。3电子排布的表示方法(1)电子排布式(以氢原子为例)(2)轨道表示式(3)外围电子排布式在化学反应中，一般是原子的外围电子(对于主族元素的原子而言，外围电子就是最外层电子)发生变化。如氯原子的外围电子排布式为3s23p5。1以下列出的是一些原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况。试判断哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。答案：(1)违反泡利不相容原理，(2)(4)(5)违反洪特规则。2下列轨道表示式能表示氮原子且处于最低能量
5、状态的是()解析：选AN原子2p能级上有3个电子，根据洪特规则，能级相同的轨道中电子优先单独占据1个轨道，且自旋状态相同，则氮原子处于能量最低状态时的轨道表示式是2p，故选A。3下列各微粒的电子排布式或外围电子轨道表示式不符合能量最低原理的是()AFe21s22s22p63s23p63d6BCu1s22s22p63s23p63d94s2解析：选BFe2核外电子数为24，由能量最低原理可知，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；若按照构造原理，原子序数为29的Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu的电子排布式为1s22s2
6、2p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第2电子层，有7个电子，外围电子排布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，外围电子轨道表示式为，故C符合能量最低原理；Na最外电子层为第2电子层，有8个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，Na外围电子轨道表示式为，故D符合能量最低原理。 绿柱石被国际珠宝界公认为四大名贵宝石之一，主要成分为Be2Al2(Si6O18)，因含适量的Cr2O3(0.15%0.6%)而形成祖母绿。(
7、1)基态铝原子的电子排布式为_，电子填充的最高能级是_。(2)基态硅的原子结构示意图为_，基态O2的电子排布式为_。(3)基态Cr原子的外围电子排布式是_，基态硅原子的轨道表示式为_。提示：(1)1s22s22p63s23p1或Ne3s23p13p(2)1s22s22p6(3)3d54s1 问题探讨1依据核外电子排布的构造原理书写基态原子的电子排布式时，能层序数相同的原子轨道如何处理？提示：能层序数相同的原子轨道依能量由低到高的顺序写在一起。2基态离子的电子排布式书写时的注意点是什么？提示：最外层电子排布与阴、阳离子要对应。3基态原子的轨道表示式书写时应特别注意什么？提示：符合能量最低原理、泡
8、利不相容原理及洪特规则。原子核外电子排布的表示方法原子结构示意图意义将每个电子层上的电子总数表示在原子核外的式子实例S：电子排布式意义用数字在轨道符号右上角标明该轨道上排布的电子数实例S：1s22s22p63s23p4简化电子排布式意义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加方括号表示实例S：Ne3s23p4离子的电子排布式意义元素原子得到电子或失去电子形成的离子的电子排布式实例S2：1s22s22p63s23p6外围电子排布式意义主族元素的外围电子指最外层电子，最外层电子排布式即外围电子排布式实例S：3s23p4轨道表示式意义每个方框代
9、表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例名师点拨书写轨道表示式时的“六”注意(1)一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。(2)不同能层及能级的原子轨道方框必须分开表示，同一能层相同能级(能量相同)的原子轨道(简并轨道)的方框相连书写。(3)当 中有2个电子时，它们的自旋状态必须不同。(4)轨道表示式的排列顺序要与相应的电子排布式顺序一致，即按能层顺序排列。有时画出的能级上下错落，以表示能量高低不同。(5)切记轨道表示式中能级符号右上方不能标记电子数。(6)基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。1下列表示式错误的是()ANa的轨道表示式：BNa的结构示意图：CN
10、a的电子排布式：1s22s22p63s1DNa的简化电子排布式：Ne3s1解析：选AA中违反了泡利不相容原理。2下列基态原子或离子的电子排布式书写错误的是()AK：1s22s22p63s23p6BF：1s22s22p5CS2：1s22s22p63s23p4DAr：1s22s22p63s23p6解析：选CS2的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。3某元素原子序数为33，请回答：(1)此元素原子的质子总数是_，有_个电子。(2)有_个电子层，占据_个原子轨道。(3)它的外围电子排布为_，它的电子排布式为_，外围电子的轨道表示式为_。解析：原子的核外电子数质子数原子序数，得出(1)的答案。
11、先利用电子排布三原理排出其电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3，得出(2)的答案，共有1131351318个原子轨道(s：1个轨道；p：3个轨道；d：5个轨道)。答案：(1)3333(2)418(3)4s24p31s22s22p63s23p63d104s24p3 A、B、C、D、E代表前四周期的五种元素，原子序数依次增大。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其轨道表示式为_。提示：A元素为氮元素，其轨道表示式为 。(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B的离子结构示意图为_。提示：由题意可知B元素的质子数为17，则B为Cl，
12、其结构示意图为。(3)C元素的正三价离子的3d能级为半充满，C的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。提示：C元素为铁，其元素符号为Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，D的元素符号为_。其基态原子的外围电子排布式为_。提示：D为Cu，其基态原子的外围电子排布式为3d104s1。离子的电子排布式的书写流程离子的电子排布式在书写时应以原子的电子排布式为基础，首先根据构造原理，写出相应原子的电子排布式，再根据原子得失电子的情况作出相应的调整，写出相应的离子的电子排布式。比如，Mg原子的电
13、子排布式1s22s22p63s2，当它失去两个电子时，就变为镁离子，其排布式就变为1s22s22p6。1某元素基态原子3d轨道上有5个电子，则该原子最外层电子的排布可能是()A4s1B4s24p1C4s24p3 D3s23p63d5解析：选A3d轨道上有5个电子，属于半充满稳定状态，又根据构造原理可知电子先填充4s轨道再填充3d轨道，待3d轨道填满后再填充4p轨道，故题给原子的外围电子排布为3d54s1或3d54s2，最外层电子排布为4s1或4s2，故A正确。2回答下列问题：(1)基态Co原子核外电子排布式为_；Co3核外电子未成对电子数为_。(2)基态Ge原子的核外电子排布式是_。(3)Zn
14、2的外围电子轨道表示式为_。解析：(1)Co是27号元素，核外有27个电子，根据能量最低原理，其核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2。Co3核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，Co3的外围电子轨道表示式是，Co3核外电子未成对电子数为4。(2)Ge是32号元素，基态Ge原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。(3)Zn是30号元素，Zn的外围电子排布式是3d104s2，Zn2的价电子排布式是3d10，Zn2的外围电子轨道表示式为。答案：(1)1s22s22p63s23p63d74s24(2)1s22s22p63s23p6
15、3d104s24p2分级训练课课过关_1在d轨道中电子排布成，而不排布成，其直接的根据是()A能量最低原理 B泡利不相容原理C原子轨道能级图 D洪特规则解析：选D本题考查学生对核外轨道表示式的理解。当多电子排布在相同能级时分别占据不同的原子轨道且自旋状态相同为洪特规则。2下列图像中所发生的现象与电子跃迁无关的是()解析：选D平面镜成像为物理学原理中的光学现象，与电子跃迁无关。3下列轨道表示式所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是()解析：选C本题考查的是核外电子排布的基本原理。要使各原子能量处于最低状态(即基态)，核外电子必须遵循三大原理进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p轨道上
16、，显然能量不是最低的；B项中2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低；C项中2p3为半充满状态，能量最低；D项中2p轨道未排满就排3s轨道，能量不是最低的。4.下列有关化学用语表示正确的是()AK的结构示意图：D基态铬原子(24Cr)的外围电子排布式：3d44s2解析：选BK的结构示意图为，A项错误；根据核外电子排布规律可知基态氮原子的轨道表示式为，B项正确；水是共价化合物，含有共价键，水的电子式为C项错误；基态铬原子(24Cr)的外围电子排布式为3d54s1(半充满稳定状态)，D项错误。5.按要求填空。(1)Cu的原子结构示意图为_。(2)P的外围
17、电子排布式为_。(3)Fe的电子排布式为_。(4)N的轨道表示式为_。(5)X元素的外围电子排布式是4s24p5，X的元素符号是_。解析：Cu的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，所以其原子结构示意图是。P的外围电子排布式为3s23p3。Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。N的电子排布式为1s22s22p3，所以其轨道表示式是X元素出现了4p轨道，说明3d轨道已经排满，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，原子序数是35，为Br。答案：(1)(2)3s23p3(3)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2
