苏教版高中化学选修3讲义原子核外电子的排布

第2课时原子核外电子的排布目标与素养：1.了解原子核外电子排布所遵循的原理，知道原子轨道能量顺序。(宏观辨识与微观探析)2.能用电子排布式表示1～36号元素原子的核外电子排布。(微观探析)3.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。(科学态度与社会责任)

一、原子核外电子的排布及表示方法

1．原子核外电子排布遵循的原理

2．原子核外电子排布的轨道能量顺序

3．原子核外电子排布的表示方法

(1)电子排布式

①铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1。

②溴原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5。

(2)轨道表示式

①氧原子的轨道表示式为。

②磷原子的轨道表示式为。

(3)外围电子排布式和轨道表示式

氯原子的外围电子排布式为3s23p5，外围电子轨道表示式为。

(4)

二、电子跃迁、光谱与光谱分析

1．基态原子是处于能量最低状态的原子。

2．激发态原子：基态原子吸收能量后，电子从能量较低原子轨道上跃迁到能量较高轨道上成为激发态原子。

3．光谱

不同元素的原子中电子发生跃迁时会吸收(基态→激发态)或放出(激发态→基态)能量，产生不同的光谱——原子光谱(吸收光谱或发射光谱)。光是电子释放能量的重要形式。

4．光谱分析

在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)N：1s22s22p2x2p1y违背了洪特规则。()

(2)Ca：1s22s22p63s23p63d2违背了能量最低原理。()

(3)Ar：1s22s22p63s23p44s2违背了泡利不相容原理。()

(4)Si：1s22s22p63s33p1违背了泡利不相容原理。()

[答案](1)√(2)√(3)×(4)√

2．下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是()

A．2s<3p B．4s>2s

C．4p>4f D．3d>4s

C

3．写出下列基态原子的电子排布式。

(1)O：_______________________________________________。

(2)P：_______________________________________________。

(3)K：_______________________________________________。

[答案](1)1s22s22p4

(2)1s22s22p63s23p3

(3)1s22s22p63s23p64s1

核外电子的排布原理

(1)电子自旋可以比喻成地球的自转，自旋只有两种状态：顺时针状态和逆时针状态，用方向相反的箭头“↑”“↓”来表示。

(2)将在同一原子轨道上运动的，自旋状态相反的2个电子称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示；将在原子轨道上运动的单个电子称为单电子或未成对电子。

(3)原子轨道与原子轨道数和最多容纳的电子数的关系：

原子轨道s p d f

原子轨道数 1 3 5 7最多容纳的电子数 2 6 10 14

(1)在能量相同的轨道(也称等价轨道，例如3个p轨道，5个d轨道，7个f

轨道)上分布的电子，将尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同。

例如，碳原子中的2个p 电子的排布应该是

，而不是

。

(2)洪特规则的特例

在能量相等轨道上的电子排布全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。

相对稳定的状态⎩⎨⎧

全充满：p 6、d 10、f 14

全空：p 0、d 0、f 0

半充满：p 3、d 5、f 7

如⎩⎨⎧ Cr ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2(×)Cr ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1

(√) ⎩⎨⎧

Cu ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 94s 2(×)Cu ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1(√)

宏观辨识与微观探析：原子核外电子排布“两原理一规则”

(1)能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能使原子的能量最低，处于能量最低的原子叫基态原子。

(2)泡利不相容原理：每个原子轨道上最多容纳两个电子且自旋方向必须相反(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，且自旋方向相同。

【典例1】 写出S 、K 、35Br 、26Fe 的电子排布式和原子结构示意图。 [答案]

1．根据能量最低原理的轨道能量顺序24Cr和29Cu的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d44s2和1s22s22p63s23p63d94s2，你认为对吗？若不对，应怎样写？

[答案]不对。当原子轨道上的电子为半满状态和全满状态时整个体系的能量最低。故24Cr和29Cu的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1和1s22s22p63s23p63d104s1。

2．下列轨道表示式分别违背了什么原理？

[答案](1)违背洪特规则。

(2)违背泡利不相容原理。

(1)电子排布式的书写

①元素符号；②轨道符号；③轨道顺序按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序；④电子个数(右上角标出)。注意电子排布式与外围电子排布式的区别。

(2)轨道表示式的书写格式

①元素符号；②轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起)；③电子自旋状态(用“↑”“↓”表示)；④轨道符号(标在轨道框下面)。p、d等如有空轨道也要画出。