高中化学第1章原子结构第2节第1课时基态原子的核外电子排布学案鲁科版

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1、第1课时　基态原子的核外电子排布[学习目标定位]　1.熟知原子核外电子排布要遵循的三个原则。2.知道原子核外电子排布的轨道能量顺序，会正确书写1～36号元素原子的核外电子排布式和轨道表示式(电子排布图)。一　基态原子的核外电子排布原则1．原子核外电子排布的轨道能量顺序设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按下图所示的轨道能量顺序进行填充：观察分析上图，讨论回答下列问题：(1)在多电子原子中，电子进入能级的先后应遵循的原则是什么？答案　能量最

2、低原则。电子最先排布在能量低的轨道上，然后依次排布在能量较高的轨道上。(2)多电子原子核外电子排布是否完全遵循电子层的顺序？答案　由上图可知，从第三电子层开始各轨道不完全遵循电子层顺序，产生了轨道能量交错排列，即产生“能级交错”现象。(3)轨道的能量高低主要是由哪些因素决定的？答案　各轨道的能量由电子层序数和轨道类型共同决定，各轨道的能量高低顺序，可由下列公式得出：ns<(n－2)f<(n－1)d

3、这两个电子的自旋方向必须相反(用“↓”、“↑”表示)。例如，基态氦原子的轨道表示式为。根据泡利不相容原理，可以获得以下几个重要结论：(1)每一种运动状态的电子只能有一个。(2)由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。(3)因为s，p，d，f能级的原子轨道数分别为1,3,5,7个，所以s，p，d，f各原子轨12道分别最多能容纳2,6,10,14个电子。(4)每个电子层中原子轨道的总数为n2个，因此，每个电子层最多能容纳2n2个电子。3．相同能量轨道电子排布

4、规则(1)在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，这就是洪特规则。(2)通俗地说，洪特规则可以表述为电子总是尽量自旋平行地分占不同的轨道。如碳原子的轨道表示式是而不是。(3)当同一类型轨道上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬(24Cr)的价电子排布是3d54s1(3d能级为半充满)，而不是3d44s2；铜(29Cu)的价电子排布是3d104s1(3d全充满)，而

5、不是3d94s2，等。[归纳总结]原子核外电子排布要遵循三个原则(1)能量最低原则：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量最低。(2)泡利不相容原理：每个原子轨道中最多只能容纳两个电子且这两个电子的自旋方向必须相反。(同一原子中不可能有运动状态完全相同的电子)。(3)洪特规则：当电子排布在相同能量的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。[活学活用]1．下列3d轨道的轨道表示式正确的是(　　)答案　B解析　A、D中同一原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；C中有空轨道

6、，违反了洪特规则。2．用轨道表示式(或电子排布式)表示下列原子的价电子排布中，哪一种状态的能量较低？(1)氮原子：A.　B.(2)钠原子：A.3s1　B．3p1(3)铬原子：A.3d54s1　B．3d44s2(4)碳原子：A.　B.12答案　(1)B　(2)A　(3)A　(4)A解析　本题考查的是核外电子排布所遵循的原则。(1)据洪特规则，对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，故选B。(2)中由于3s轨道能量低于3p轨道，故选A。(3)中d5为半充满状态，为相对

7、稳定状态，故选A。(4)据洪特规则，对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，故选A。二　原子核外电子排布的表示方法1．电子排布式按要求填表：电子排布式价电子排布式S1s22s22p63s23p43s23p4Ca1s22s22p63s23p64s24s2Fe1s22s22p63s23p63d64s23d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s13d104s1Ge1s22s22p63s23p63d104s24p24s24p22.轨道表示式(1)将每一

8、个原子轨道用一个小圆圈(或方框)表示，在圆圈(或方框)内标明原子核外电子排布的式子称为轨道表示式。以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义为(2)写出下列原子的轨道表示式：①O：；②Na：。(3)在轨道表示式中也可以用方框表示一个原子轨道，如Na：。3．原子结构示意图(1)原子结构简(示意)图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示电子层，弧线内数字表示12该电子层中的电子数。(2)写出下列原子或离子的结构示意图：①K：；②Fe：；③Mg2＋：