【2019最新】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选修3

【2019最新】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选修3

1．了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。

2．掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写常见元素(1～36号)原子的核外电子排布。(重点)

3．学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。(难点)

1．能量最低原则

(1)基态原子的核外电子排布使整个原子体系的能量最低。

(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：

1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s……

2．泡利不相容原理(1)一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自

旋方向必须相反；或者说，一个原子中不存在两个完全相同的电子。

(2)在原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子。

3．洪特规则(1)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

占不同轨道并且自旋方向相同。

(2)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，体系的能量较低，原子较稳定。如基态铬原子的核

外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态铜原子的核外电子排

布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

4．电子数与电子层和能级的关系

在原子中，每个电子层最多容纳2n2个电子，每个能级最多能容

纳的电子数为其所包含的原子轨道数的2倍。

(1)原子轨道能量的相对大小为：E4s＞E3d＞E3p＞E3s。(×)

(2)基态O原子电子排布式为：1s22s22p4。(√)

(3)Al原子核外有1个未成对电子。(√)

(4)2p能级上有2个未成对电子的元素只有碳。(×)

(5)基态铜原子：①1s22s22p63s23p63d94s2(×)

②1s22s22p63s23p63d104s1(√)

[合作·探究]

原子核外电子排布规律

[探究背景]

根据基态原子核外电子排布原则可知每一层上的电子排布有一

定的数值或数值范围。

[探究问题]

1．为什么每个电子层最多容纳2n2个电子？【提示】各电子层上的能级数目＝电子层序数n，根据泡利不

相容原理，每个原子轨道最多只能容纳2个电子，所以每个电子层最

多容纳2n2个电子。2．为什么原子核外最外层的电子不超过8个？次外层不超过18

个电子？【提示】由于E(nd)＞E[(n＋1)s]，当ns和np轨道电子排满时，多余的电子不是填入nd轨道，而是首先填入(n＋1)s轨道，因此

最外层电子数不可能超过2＋6＝8。同理次外层由(n－1)s(n－1)p(n －1)d组成，所容纳的电子数不大于2＋6＋10＝18。

[核心·突破]

1．多电子的基态原子核外电子排布遵循的排布顺序可表示为

2．基态原子电子排布原则

核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则，对三条原则不能孤

立地理解，要综合应用。其中，能量最低原则又可叙述为：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。

[题组·冲关]

1．基态原子的核外电子排布的原则不包括( )

A．能量守恒原理

B．能量最低原则

D．洪特规则

C．泡利不相容原理【解析】基态原子的核外电子排布必须遵守三个原则：泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则。能量守恒原理与此无关。

【答案】A 2．在2p能级上最多只能排布6个电子，其依据的规律是( )

A．能量最低原则

B．泡利不相容原理

C．洪特规则

D．能量最低原则和泡利不相容原理【解析】A中能量最低原则主要是电子排布先后顺序，洪特规

则指的是相同能级电子尽量占据不同轨道，只有B选项泡利不相容原理说明一个轨道上最多容纳2个电子且自旋方向相反，2p能级共有3

个轨道，最多容纳6个电子。

【答案】B 3．价电子排布满足4s半充满而3d为全充满的元素是( )

【导学号：66240003】A．Ca B．V C．Cr D．Cu

【解析】由题意可知其价电子排布为3d104s1为Cu。

【答案】D

4．下列原子或离子的电子排布式(或轨道表示式)正确的是________，违反能量最低原理的是________，违反洪特规则的是________，违反泡利原理的是________。

①Ca2＋：1s22s22p63s23p6

②F－：1s22s23p6

③P：

④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2

⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2

⑥Mg2＋：1s22s22p6

⑦C：。

【解析】根据核外电子排布规律，②中错误在于电子排完2s 轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则——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并且自旋方向相同，正确的应为：；④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的

应为：

【答案】①⑤⑥②③④⑦

【温馨提示】在写基态原子的轨道表示式时，防止出现以下几种错误：

①（违反泡利不相容原理）

②（违反洪特规则）

③ (违反洪特规则)

1．电子排布式

按照能量最低原则对能级进行排序，进而在ns、np、nd等能级符

号的右上角用数字表示出电子的数目。

如基态氧原子的电子排布式可表示为1s22s22p4。

2．轨道表示式

一般用小圆圈(或方框)表示一个原子轨道。用“↑”或“↓”来

区别自旋状态不同的电子。如基态氧原子的轨道表示式可表示为。

3．价电子

(1)与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子，称为价电子。

(2)为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系，人们常常

只表示出原子的价电子排布。如基态铁原子的价电子排布式为

3d64s2。

(1)基态铁原子失去4s、3d轨道上各1个电子变为Fe2＋。(×)