1、第一章 原子结构与性质第一节原子结构第2课时构造原理与电子排布式电子云与原子轨道学习导航1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并根据思维模型熟练书写136号元素的电子排布式。2.通过原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法。教学过程一、构造原理与电子排布式1构造原理(1)含义以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。(2)示意图2电子排布式将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。如氮原子的电子排布式为二、电子云与原子轨道1概率密度1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核
2、运行。量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度()表示，即(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。2电子云(1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。(3)形状3原子轨道(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)形状s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。(3)各能级所含有原子轨道数目
3、能级符号nsnpndnf轨道数目1357【归纳总结】 原子轨道与能层序数的关系(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如：(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目n2。课时训练1已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是A BC D 2下列硼(B)原子电子排布式表示的状态中，能量最高是ABCD 3下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是A2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨
4、道上只有两个电子的Y原子B原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子D最外层都只有一个电子的X、Y原子4下列基态原子或离子的电子排布式正确的是AK：1s22s22p63s23p7BF-：1s22s22p6CCu+：1s22s22p63s23p63d94s1DMg：1s22s22p63s23p15下列说法正确的是A非金属元素是主族或零族元素B已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的第四周期第族位置，属于ds区C处于最低能量的原子叫做基态原子
5、，1s22s221s22s22过程中形成的是发射光谱D最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列6下列有关氧原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是ABC1s22s22p4D7下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是A1s22s22p6B1s22s22p63s23p63d104s2C1s22s22p33s1D1s22s22p63s23p63d54s18电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是A电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反B电子排布在不同能级时，总是优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道C电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反
6、D电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”9(1)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为_。(2)Cu2+基态核外电子排布式为_。(3)Mn位于元素周期表中第四周期_族，基态Mn原子核外未成对电子有_个。(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。ABCD10(1)基态Cl原子中，电子占据的最高电子层符号为_，该电子层具有的原子轨道数为_。(2)基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子最多的元素是_，其价电子排布式为_。(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是_，
7、其电子排布图为_。(4)下列表示的为一激发态原子的是_。A1s12s1 B1s22s22p1 C1s22p53s1 D1s22s22p63s2答案解析1B【详解】A该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级，而是排在能量较高的2p能级上，不是能量最低的状态，故A不符合题意； B该元素原子的电子排布图遵守核外电子排布的三个原理，能量处于最低状态，故B符合题意；C2p的3个电子没有分占能量相同的3个2p轨道，违反了洪特规则，不是能量最低的状态，故C不符合题意；D该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级，而是排在能量较高的2p能级上，不是能量最低的状态，故D不符合题意；故答案为B。2A【详解】基态原子
8、的核外电子排布式符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则，B、C、D为基态硼(B)原子的电子排布式，A项中2p能级上的电子跃迁到3s能级，变为激发态，故A表示的原子的能量最高，故A正确；故选A。3A【详解】AX是碳，Y是硅，它们属于同主族元素，彼此化学性质一定相似，A符合题意；B原子核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg、原子核外N层上仅有两个电子的Y原子可能是Ca、Fe、Zn等，如果X是Mg、Y是Fe、Zn等，二者化学性质不相似，B不符合题意；C原子核外电子排布式为1s2的X原子为He，处于稳定结构，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子为Be，前者是0族元素、后者是第IIA族元素，两者化学性质
9、不相似，C不符合题意；D最外层只有一个电子的原子，可能是H、碱金属原子或第B族元素原子，化学性质不一定相似，D不符合题意；故选A。4B【详解】A根据构造原理知K原子电子排布式为：1s22s22p63s23p64s1，A错误；BF电子排布式为1s22s22p5，F得1个电子形成F-，由于F原子3p能级未排满，故得的1个电子填充在3p能级上，对应排布式为1s22s22p6，B正确；C根据构造原理知Cu原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，由于半满、全满为稳定结构，故Cu原子的价电子排布为3d104s1，而不是3d94s2，Cu失去1个电子形成Cu+，对应排布式为：1s2
10、2s22p63s23p63d10，C错误；DMg核外含有12个电子，对应排布式为1s22s22p63s2，3p能级上没有电子填充，D错误；故答案选B。5A【详解】A副族都是金属元素，非金属元素是主族或零族元素，A正确；B+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则基态原子核外有26个电子，为26号元素，位于第四周期第族位置，属于d区，B错误；Cpx和py能量相同，1s22s221s22s22过程中不释放能量，C错误；D最外层电子数为ns2的元素可能为He、A族元素或一些过渡元素，D错误；综上所述答案为A。6D【详解】A只描述了原子序数是8，即原子外共有8个电子，A错误；B原
11、子结构示意图只表示核外电子的分层排布情况，B错误；C原子核外电子排布式只具体到亚层电子数，C错误；D原子轨道排布式包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向，因此最详尽的描述了电子运动状态，D正确；答案选D。7C【详解】A1s22s22p6是Ne原子处于基态的核外电子排布方式，选项A不符合；B1s22s22p63s23p63d104s2的核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则，原子处于基态，选项B不符合；C1s22s22p33s1为激发态，根据能量最低原理，其基态应为1s22s22p4，选项C符合；D1s22s22p63s23p63d54s1
12、中4s轨道虽未充满，但由于3d和4s轨道都处于半充满状态，能量也处于较低状态，是Cr原子处于基态的核外电子排布式，选项D不符合；答案选C。8C【详解】A 电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，为洪特规则内容，故A错误；B 电子排布在不同能级时，若能级高的轨道处于半满或全满时，电子先占据能级高的轨道使其处于半满或全满的稳定状态，故B错误；C 电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反，为泡利原理内容，故C正确；D 电子的排布要综合考虑“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”，并不一定每条都符合，故D错误；故选C。94s 4f5 Ar3d9或1s22
13、s22p63s23p63d9 B 5 D C 【详解】(1)Fe是26号元素，电子排布式为Ar3d64s2，Fe成为阳离子时首先失去最外层4s轨道电子，Sm3+是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为4f5，故答案为：4s；4f5；(2)Cu是29号元素，电子排布式为Ar3d104s1，Cu2+是Cu原子失去2个电子生成的，其基态核外电子排布式为Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9，故答案为：Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9；(3)Mn是25号元素，位于元素周期表中第四周期B族，电子排布式为Ar3d54s2，d轨道上
14、电子数为5，5个d电子分占5个g轨道时，能量较低，则d轨道中未成对电子数为5，故答案为：5；(4)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高；故答案为：D；C。10M 9 Cr 3d54s1 O AC 【详解】(1)基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，则电子占据的最高电子层为第3能层，符号为M，该电子层有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道，具有的原子轨道数共9个，(2)基态原子的N层有一个未成对电子，M层未成对电子最多的元素是铬(Cr)，24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1，价电子排布式为3d54s1；(3)最外层电子数等于次外层电子数的3倍的元素是氧(O)，其电子排布图为；(4)A1s12s1为激发态，根据能量最低原理，其基态应为1s2，故A正确； B1s22s22p1的核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则，原子处于基态，故B错误；C1s22p53s1 为激发态，根据能量最低原理，其基态应为1s22s22p4 ，故B正确； D1s22s22p63s2的核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则，原子处于基态，故D错误；故答案为AC。
