2025年高中化学第1章第2节第1课时基态原子的核外电子排布课件鲁科版选择性必修2

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第2节　原子结构与元素周期表第1课时　基态原子的核外电子排布知识点一　基态原子的核外电子排布规律知识点一　基态原子的核外电子排布规律一、基态原子的核外电子排布规律 能量最低1.能量最低原理基态原子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　　　　,即遵循　　　　　　　　原理。如氢原子核外的唯一电子在基态时只能处在能量最低的　　　　原子轨道上。 最低能量最低1s2.泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳　　　　电子,且这　　　　电子的　　　　　　　　。 3.洪特规则对于基态原子,核外电子在能量相同的原子轨道上排布时,将尽可能分占　　　　　　　　　并且自旋状态　　　　。 两个两个自旋状态不同不同的原子轨道相同二、构造原理随着原子序数的递增,基态原子的“外层电子”按照箭头的方向依次排布在各原子轨道上:1s、2s、2p、3s、3p、　　　、　　　、4p、5s、4d、5p、6s……这一规律称为　　　　　　　。 名师点拨　原子核外电子的排布要使整个原子的能量处于最低状态,即电子尽量先占有能量最低的轨道,然后依次进入能量高的轨道。4s3d构造原理基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序如图所示: 电子层能级三、原子核外电子排布的表示方法1.电子排布式(1)概念:按照　　　　　原理对能级进行排序,进而在ns、np、nd等各能级符号的右上角用数字表示出该能级中的　　　　数目。 (2)以钾原子为例,电子排布式中各符号、数字的意义为能量最低电子2.轨道表示式(1)用　　　　(或　　　　　　　、短线)表示一个原子轨道,用箭头“　　”或“　　”来区别自旋状态不同的电子。 (2)以铝原子为例,轨道表示式中各符号、数字的意义为方框小圆圈↑↓3.简化电子排布式为避免电子排布式书写繁琐,可把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“[　]”表示。如P:[Ne]3s23p3,K:　　　　　。 深度思考根据泡利不相容原理,可以获得什么重要结论?[Ar]4s1提示 (1)每一种运动状态的电子只能有1个。(2)每个电子层中原子轨道的总数为n2,因此,每个电子层最多能容纳2n2个电子。易错提醒书写基态原子的轨道表示式时,要遵循三条原则,防止出现以下错误:(1)违反泡利不相容原理;(2)违背洪特规则;(3)违反能量最低原理。方法导引“三步法”书写电子排布式第一步:按照构造原理写出电子填充的能级顺序,1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p……第二步:根据各能级容纳的电子数填充电子。第三步:去掉没有排电子的能级,并按照电子层顺序排列即可写出电子排布式。归纳拓展简单离子的电子排布式的书写方法(1)确定离子的核外电子数目,阳离子的核外电子数=原子的质子数-离子所带的电荷数,阴离子的核外电子数=原子的质子数+离子所带的电荷数;(2)根据能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则书写离子的电子排布式。正误判断(1)基态氮原子的电子排布式为1s22s12p4,违背了能量最低原理。(　　)(2)基态O原子轨道表示式 ,违反了洪特规则。(　　)(3)基态Na原子的简化电子排布式为3s1。(　　)提示 基态Na原子的简化电子排布式为[Ne]3s1。(4)基态N原子的电子排布式为1s22s22p3。(　　)(5)3d6的轨道表示式为 。(　　)提示 3d6的轨道表示式为 。√√×√×探究角度1 核外电子排布原则例1 下列说法错误的是(　　)A.电子排布式1s22s22p63s3违反了泡利不相容原理B.基态原子电子排布式1s22s22p63s23p63d1遵循构造原理C.K原子由1s22s22p63s23p64s1→1s22s22p63s23p63d1,原子吸收能量,由基态转化为激发态D.基态N原子电子排布式 违背了洪特规则B解析 s能级只有1个原子轨道,而1个原子轨道最多容纳两个电子,且自旋状态不同,故电子排布式1s22s22p63s3违反了泡利不相容原理,故A正确;根据构造原理,3p能级排满电子后应该排在4s能级上,而非3d能级,故B错误;K原子由1s22s22p63s23p64s1→1s22s22p63s23p63d1,电子发生跃迁,吸收能量,由基态转化为激发态,故C正确;根据洪特规则,基态N原子电子排布式应该为[对点训练1]下列说法或有关化学用语的表达错误的是(　　)A.s轨道的电子云图呈球形,p轨道的电子云图呈哑铃形B.26Fe的核外电子排布:1s22s22p63s23p63d64s2C.电子排布式(22Ti):1s22s22p63s23p63d4违反了洪特规则D. 违反了泡利不相容原理C解析 Fe原子核外有26个电子,根据构造原理书写,B正确;电子排布式(22Ti):1s22s22p63s23p63d4违反了构造原理,故C错误;中1s轨道和2s轨道中容纳自旋相同的电子,违反了泡利不相容原理,故D正确。探究角度2 核外电子排布的表示方法例2 下列电子排布式能表示基态原子的电子排布式的是(　　)A.[Ne]3s13p3 B.[Ar]3d64s1C.[Ar]3d64s2 D.[Ne]3s23p63d5C解析 [Ne]3s13p3表示3s能级中一个电子跃迁到3p能级上,基态原子的电子排布式应为[Ne]3s23p2,故A错误;电子先排满4s能级再排3d能级,应为[Ar]3d54s2,故B错误;根据构造原理,电子应优先排布在4s能级上,故D错误。名师点拨　(1)简化电子排布式把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用相应稀有气体的元素符号外加“[　]”表示。(2)牢记构造原理中能级能量高低顺序。[对点训练2]下列各原子或离子的电子排布式错误的是(　　)A.Na+　1s22s22p6B.Ca　1s22s22p63s23p64s2C.F-　1s22s22p6D.K　1s22s22p63s23p63d1D解析 Na+、F-核外都有10个电子,根据构造原理,A、C正确;根据构造原理,能级能量4s<3d,故K原子电子排布式应为1s22s22p63s23p64s1,故D错误。方法导引　原子形成阳离子时,应该先失去最外层的电子,如Fe原子变成Fe2+ ,失去4s能级上的2个电子,若再失去次外层3d能级上的一个电子,会变成Fe3+。知识点二　19~36号元素基态原子的核外电子排布知识点二　19~36号元素基态原子的核外电子排布洪特规则特例能量相同的原子轨道在　　　　(如d10)、　　　　(如d5)和　　　　(如d0)状态时,体系的能量较低。 如基态铬原子和基态铜原子的核外电子排布。铬原子:1s22s22p63s23p63d54s1铜原子:1s22s22p63s23p63d104s1全充满半充满全空正误判断(1)1~36号元素中基态Cr原子未成对电子数最多。(　　)(2)基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2。(　　)提示 基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1。(3)基态V原子的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p64s23d3。(　　)提示 基态V原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2。(4)第4周期中原子最外层仅有1个电子的元素只有K。(　　)提示 第4周期中原子最外层仅有1个电子的元素有K、Cr、Cu。√×××探究角度 核外电子排布原则例题 根据相关物质结构理论,回答下列问题:(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子轨道表示式及Sc的电子排布式。试判断,违反了泡利原理的是　　　(填序号,下同),违反了洪特规则的是　　　　　　　,违反了能量最低原理的是　　　　　。⑤(21Sc)1s22s22p63s23p63d3 ②③⑤(2)某种原子的结构示意图为 。则该原子的核电荷数x取值范围为　 。  20≤x≤30(2)某种原子的结构示意图为 。若该原子的第三层为8个电子,则x=20,若第三层排满18个电子,则x=30。[对点训练]在核电荷数为26的元素Fe的基态原子核外的3d、4s轨道内,下列轨道表示式正确的是(　　)D解析 核电荷数为26的Fe,核外电子数为26,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,4s轨道排满2个电子,且自旋状态不同,6个电子填充在3d能级上的5个轨道内,只有1个轨道排满2个电子,且自旋状态不同,其他4个轨道各排1个电子,自旋状态相同,故D项正确。学以致用·随堂检测全达标12345题组1 化学用语1.正确掌握化学用语是学好化学的基础,下列叙述正确的是(　　)A.K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6A12345123452.在d轨道中电子排布成 ,而不是排布成 ,其最直接的根据是(　　)A.原子轨道构造原理B.洪特规则C.能量最低原理D.泡利不相容原理B解析 洪特规则:对于基态原子,核外电子在能量相同的原子轨道上排布时,将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同。故B项正确。123453.下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是(　　)A.S2-　1s22s22p63s23p4B.Mg2+　1s22s22p63s2C.P　1s22s22p63s23p3D.Al　1s22s22p63s23p2C解析 S2-的电子排布式应该为1s22s22p63s23p6,Mg2+的电子排布式应该为1s22s22p6,Al的电子排布式应该为1s22s22p63s23p1,故答案选C。12345题组2 19~36号元素的电子排布式及轨道表示式的书写4.下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是(　　)A.Cr　1s22s22p63s23p63d44s2 B.Fe2+　1s22s22p63s23p63d44s2C.Fe3+　1s22s22p63s23p63d5 D.Cu　1s22s22p63s23p63d94s2C解析 根据洪特规则特例,Cr的电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d54s1,而Cu的电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d104s1,故A、D项错误;Fe原子变成Fe2+时应该先失去最外层的两个电子,即4s轨道上的两个电子,故Fe2+的电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d6,故B错误;Fe变为Fe3+时应该先失去4s上两个电子,再失去3d上的一个电子,故Fe3+的电子排布式应该为1s22s22p63s23p63d5,故C正确。123455.下列各微粒的电子排布式或轨道表示式不符合能量最低原理的是(　　)A.Fe2+　1s22s22p63s23p63d6B.Cu　1s22s22p63s23p63d94s2B12345解析 Fe2+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;29号元素Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)且4s能级为半充满状态时能量相对较低,故B不符合能量最低原理;氟原子轨道表示式为 ,故C符合能量最低原理;Na+的轨道表示式为 ,故D符合能量最低原理。