2018-2019版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu) 第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 第1課時課件 魯科版選修3.ppt

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1、第1課時基態(tài)原子的核外電子排布,第1章第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表,[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位],1.了解基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排布順序。2.掌握基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)律，會書寫1～36號元素原子的核外電子排布式和軌道表示式。3.學(xué)會利用電子排布式、軌道表示式正確表示核外電子排布。,,,新知導(dǎo)學(xué),達(dá)標(biāo)檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.能量最低原則(1)能量最低原理基態(tài)原子的核外電子在各個原子軌道上的排布方式應(yīng)使整個原子體系的能量。(2)基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的排列順序：隨著原子核電荷數(shù)的遞增，絕大多數(shù)元素的原子核外電子排布遵循如圖所示順序。電子所排的能級順序：1s、2s、2p、3s、3p、4

2、s、、4p、5s、、5p、6s、、、6p、7s……，這是從實(shí)驗(yàn)得到的規(guī)律，適用于大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。,一、基態(tài)原子的核外電子排布原則,最低,3d,4d,4f,5d,相關(guān)視頻,2.泡利不相容原理泡利不相容原理的內(nèi)容：一個原子軌道中最多只能容納個電子，而且這個電子的自旋方向必須(用“↓”“↑”表示)。例如，基態(tài)氦原子的軌道表示式為。根據(jù)泡利不相容原理，可以獲得以下幾個重要結(jié)論：(1)每一種運(yùn)動狀態(tài)的電子只能有個。(2)由于每一個原子軌道包括兩種運(yùn)動狀態(tài)，所以每一個原子軌道最多只能容納自旋方向的電子。,兩,相反,兩,一,兩個,相反,(3)因?yàn)閟，p，d，f能級的原子軌道數(shù)分別為,,,個，所

3、以s，p，d，f各原子軌道分別最多能容納,,,個電子。(4)每個電子層中原子軌道的總數(shù)為個，因此，每個電子層最多能容納個電子。3.洪特規(guī)則(1)對于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時，應(yīng)盡可能分占_____并且自旋方向。這就是洪特規(guī)則。如碳原子的軌道表示式不是，而是。,261014,n2,2n2,不同,的軌道,相同,1,3,5,7,(2)能量相同的原子軌道在(如p6和d10)、(如p3和d5)和______(如p0和d0)狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。這稱為洪特規(guī)則特例。如下列基態(tài)原子的電子排布式的書寫：錯誤正確鉻原子1s22s22p63s23p63d44s2____________

4、_______銅原子1s22s22p63s23p63d94s2___________________,全充滿,半充滿,全空,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d104s1,原子核外電子排布要遵循三個原則(1)能量最低原則：電子在原子軌道上的排布要盡可能地使原子的能量最低。(2)泡利不相容原理：每個原子軌道中最多只能容納兩個電子且這兩個電子的自旋方向必須相反(同一原子中不可能有運(yùn)動狀態(tài)完全相同的電子)。(3)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在相同能量的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同。提醒基態(tài)原子核外電子排布必須同時遵循核外電子排布三原則。,例

5、1“各能級最多容納的電子數(shù)是該能級原子軌道數(shù)的兩倍”，支撐這一結(jié)論的理論是A.構(gòu)造原理B.泡利不相容原理C.洪特規(guī)則D.能量最低原理,解析根據(jù)泡利不相容原理，每個原子軌道中最多能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子，所以每個能級最多能容納的電子數(shù)是該能級原子軌道數(shù)的2倍，選項(xiàng)B符合題意。,答案,解析,√,例2若以E(nl)表示某能級的能量，以下各式中正確的是A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C.E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d),解析根據(jù)構(gòu)造原理，各能級能量的大小順序由低到高為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s

6、……，A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序?yàn)镋(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；對于不同能層的相同能級，能層序數(shù)越大，能量越高，所以C項(xiàng)錯誤。,答案,解析,√,例3在能量相同的d軌道中電子排布成，而不排布成,解析洪特規(guī)則是指當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同。,答案,解析,，最直接的依據(jù)是,A.能量最低原則B.泡利不相容原理C.原子軌道能級圖D.洪特規(guī)則,√,書寫基態(tài)原子的軌道表示式時，要兼顧三條原則，不能顧此失彼，防止出現(xiàn)以下錯誤：①違反泡利不相容原理：；②違反洪特規(guī)則：或；③違反能量最低原則：。,易錯警示,1.電子排布式(1)價電子①定義：與元

7、素的密切相關(guān)的軌道上的電子，稱為價電子。②規(guī)律：主族元素價電子數(shù)主族族序數(shù)。,二、原子核外電子排布的表示方法,化學(xué)性質(zhì),外層,等于,(2)按要求填表：,1s22s22p63s23p4,1s22s22p63s23p64s2,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,3s23p4,4s2,3d64s2,3d104s1,4s24p2,2.軌道表示式(1)用一個小圓圈(或方框)表示一個原子軌道，在圓圈(或方框)內(nèi)用箭頭“↑”或“↓”標(biāo)明原子核外電子排布的式子稱為軌道表示式。以鋁原子為例，軌道表示式中各符

8、號、數(shù)字的意義為,(2)寫出下列原子的軌道表示式：①O：；②Na：。(3)在軌道表示式中也可以用方框表示一個原子軌道，如Na：。,3.原子結(jié)構(gòu)示意圖(1)原子結(jié)構(gòu)簡(示意)圖：圓圈內(nèi)數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線內(nèi)數(shù)字表示該電子層中的電子數(shù)。(2)寫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖：①K：；②Fe：；③Mg2＋：；④Cl－：。,(1)主族元素原子的最外層電子稱為價電子。過渡元素原子的價電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子，有的還包括倒數(shù)第三層的f電子。(2)電子排布式書寫注意問題①雖然電子排布是遵循能量最低原則的，但書寫電子排布式時應(yīng)按照電子層的順序書寫。如鐵原子的電子排布式是1s22

9、s22p63s23p63d64s2，而不寫作1s22s22p63s23p64s23d6。②簡化電子排布式為避免電子排布式書寫繁瑣，可把內(nèi)層電子排布達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分用相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加“[]”表示。如S：[Ne]3s23p4，Ca：[Ar]4s2，F(xiàn)e：[Ar]3d64s2，Ge：[Ar]3d104s24p2。,③離子的電子排布式原子轉(zhuǎn)化為離子有兩種情況：一是由原子失去電子轉(zhuǎn)化為陽離子，失電子的順序與電子填入的順序有所不同，失電子時，首先失去的是最外電子層上的電子，同層則按能級由高到低失電子；二是由原子得到電子轉(zhuǎn)化為陰離子，得到的電子填入原子軌道的順序與基態(tài)原子電子的排布順序相同。

10、④特殊原子的電子排布式有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有1個電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。,提醒元素原子的價電子排布式不一定是最外層的電子排布式，主族元素的價電子排布式是最外層電子排布式，過渡元素的最外層是價電子，但有的內(nèi)層電子也是價電子，如Fe原子價電子排布式為3d64s2。,例4下列有關(guān)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：1s22s22p63s23p63d54s1B.K的簡化電子排布式：[Ar]4s1C.N原子的軌道表示式：D.S原子的軌道表示

11、式：,√,解析S原子的軌道表示式違反了洪特規(guī)則，正確的應(yīng)是。,答案,解析,例5按要求寫出電子排布式、原子結(jié)構(gòu)示意圖或軌道表示式。(1)基態(tài)Cu＋的電子排布式：____________________________。,解析基態(tài)Cu原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，失去1個電子所得Cu＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。,答案,解析,1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10),(2)基態(tài)P原子的價電子排布式：_______。,3s23p3,解析P原子最外層為第三層，且有5個電子，所以其價電子排布式為3s23p3

12、。,(3)17Cl的軌道表示式：____________________________。,解析Cl的電子排布式為1s22s22p63s23p5，軌道表示式為。,(4)第4周期中最外層僅有1個電子的所有基態(tài)原子的電子排布式：_____________________________。,[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1,解析第4周期最外層只有1個電子的最外層電子排布式為4s1，此時3s、3p應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空、半充滿或全充滿，即其電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。,答案,解析,(1)電子排布式的書寫順序與核外電子進(jìn)入軌道

13、的順序不同。電子排布式的書寫順序按電子層由里到外和s、p、d的順序，而核外電子進(jìn)入軌道的順序按照基態(tài)原子在原子軌道上的排布順序。(2)基態(tài)原子失電子時，由外層向里層，同層則按能級由高到低順序失電子。如Cr([Ar]3d54s1)→Cr3＋([Ar]3d3),易錯警示,學(xué)習(xí)小結(jié),達(dá)標(biāo)檢測,1.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中，對電子運(yùn)動狀態(tài)描述最詳盡的是A.B.C.1s2D.,1,2,3,4,5,答案,解析,√,解析A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù)；B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布情況；C項(xiàng)具體到各能層的電子數(shù)；而D項(xiàng)包含了能層數(shù)、能級數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋方向，故該項(xiàng)正確。,6,2.以下電子排布式表示基態(tài)原

14、子電子排布的是A.1s22s22p63s13p3B.1s22s22p63s23p63d104s14p1C.1s22s22p63s23p63d24s1D.1s22s22p63s23p63d104s24p1,答案,解析,√,1,2,3,4,5,解析基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p2，A錯誤；基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d104s2，B錯誤；基態(tài)核外電子排布應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d14s2，C錯誤；1s22s22p63s23p63d104s24p1符合原子核外電子排布規(guī)律，D正確。,6,3.下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是A.碳原子的

15、軌道表示式：B.磷原子價電子軌道表示式：C.鉻原子的價電子排布式：3d44s2D.Fe2＋的電子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2,√,答案,解析,1,2,3,4,5,6,解析A項(xiàng)表示C原子的軌道表示式，正確；B項(xiàng)不符合洪特規(guī)則；C項(xiàng)不符合洪特規(guī)則特例，應(yīng)為3d54s1；D項(xiàng)Fe2＋應(yīng)為Fe原子失去4s上的兩個電子，而不是失去3d上的兩個電子，應(yīng)為1s22s22p63s23p63d6。,1,2,3,4,5,6,4.已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋2，則X元素的原子序數(shù)為A.9B.10C.17D.18,答案,解析,√,1,2,3,4,5,解析n－1＝2，則n＝

16、3，即最外層電子排布式為3s23p5，為氯元素。,6,5.下列軌道表示式所表示的元素原子中，能量處于最低狀態(tài)的是,1,2,3,4,5,答案,解析,6,√,解析要使各原子能量處于最低狀態(tài)(即基態(tài))，核外電子必須遵循三大原則進(jìn)行排布。A項(xiàng)中2s軌道沒有排滿電子就排在了2p軌道上，顯然能量不是最低的；B項(xiàng)中2p軌道上的電子排布不符合洪特規(guī)則，三個電子各占一個p軌道且自旋狀態(tài)相同時，能量最低；C項(xiàng)中2p3為半充滿狀態(tài)，能量最低；D項(xiàng)中2p軌道未排滿就排3s軌道，能量不是最低的。故正確答案為C。,1,2,3,4,5,6,6.(1)下列原子或離子的電子排布正確的是________(填序號，下同)，違反能量

17、最低原則的是______，違反洪特規(guī)則的是____，違反泡利不相容原理的是____。①Ca2＋：1s22s22p63s23p6②F－：1s22s23p6③P：④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑥Mg2＋：1s22s22p6⑦C：,1,2,3,4,5,答案,解析,6,⑦,①⑤⑥,②④,③,解析根據(jù)核外電子排布規(guī)律，②中錯誤在于電子排完2s軌道后應(yīng)排2p軌道而不是3p軌道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；③中沒有遵循洪特規(guī)則——電子在能量相同的軌道上排布時，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同，最外層的軌道表達(dá)式應(yīng)為；④中忽略了能量

18、相同的原子軌道在半充滿狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，正確的應(yīng)為1s22s22p63s23p63d54s1；⑦中違反泡利不相容原理，正確的應(yīng)為。,1,2,3,4,5,6,(2)①氮原子價層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_____________。②Co基態(tài)原子核外電子排布式為______________________________。③Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為__________________________。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析①氮是7號元素，其價層電子的軌道表達(dá)式為。②Co的原子序數(shù)為27，其基態(tài)原子核外電子的排布式為[Ar]3d74s2。③Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。,[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2),[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5),