人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第3课时学案设计

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一、原子核外电子的排布规则
1．泡利原理
在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋 ，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
2．电子排布的轨道表示式(电子排布图)
8O的轨道表示式如下：
根据上面回答下列问题：
(1)简并轨道： 。
(2)电子对： 。
(3)单电子： 。
(4)自旋平行： 。
(5)在氧原子中，有 对电子对，有 个单电子。
(6)在氧原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
3．洪特规则
(1)内容：基态原子中，填入 的电子总是先单独分占，且自旋平行。
(2)特例
在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有 的能量和 的稳定性。
相对稳定的状态eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(全充满：p6、d10、f14,全空：p0、d0、f0,半充满：p3、d5、f7))
如24Cr的电子排布式为 ，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。
4．能量最低原理
(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低。
(2)因素：整个原子的能量由 、 和 三个因素共同决定。
1．为什么基态K和Ca的价电子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。
提示 根据构造原理，3d能量大于4s能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。
2．下列有关碳原子的轨道表示式中，能量最低的是( )
A.
B.
C.
D.
3．写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。
15P：，有6对电子对，有3个单电子。
25Mn：，有15种空间运动状态，有5个单电子，属于半充满。
4．下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________(填序号，下同)，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：
④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2＋：1s22s22p6
⑥C：


注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写
二、核外电子的表示方法
电子排布式与轨道表示式的比较
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
A.eq \\al(·,·)He B.
C．1s2 D.
2．按要求填空。
(1)17Cl的电子排布式：___________________________________。
(2)17Cl的价电子排布式：_________________________________。
(3)17Cl－的电子式：_______________________________________。
(4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________________________________。
(5)17Cl的原子结构示意图：____________________________________________。
(6)第四周期中最外层只有1个电子的所有基态原子的简化电子排布式：_________________
_______________________________________________________。
3．(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个，第三周期中有两个成单电子的元素符号________(填一种即可)，M层上有2对成对电子的原子最外层共有______种不同运动状态的电子。
(2)1～36号元素原子中未成对电子数为2的元素符号及价电子排布式：___________________
________________________________________________________________________。
(3)某元素的原子序数为33，该元素原子的价电子排布式为________________，该元素原子核外有________个能层，________个能级，________个原子轨道，有________个单电子。
熟记第四周期未成对电子数规律
1．下列原子的轨道表示式中，符合洪特规则的是( )
A.
B.
C.
D.
2．下列有关化学用语中不能体现氮原子核外电子能量有差异的是( )
A.
B.
C.
D．1s22s22p3
3．24Cr原子处于基态时，价电子排布可用轨道表示式表示成，而不是。下列说法中正确的是( )
A．这两种排布方式都符合能量最低原理
B．这两种排布方式都符合泡利原理
C．这两种排布方式都符合洪特规则
D．这个实例说明洪特规则有时候和能量最低原理是矛盾的
4．下列关于硅原子的核外电子排布表示方法中，错误的是( )
A．1s22s22p63s23p2
B．[Ne]3s23p2
C.
D.
5．在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于能层数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则a∶b的值为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
6．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子
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．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列叙述正确的是( )
A．可能存在基态核外电子排布为1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．在氢原子的电子云图中，小黑点的疏密程度表示电子在该区域出现的概率密度
C．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反
D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相同
2．下列各基态原子的核外电子排布式表示正确的是( )
A．钠原子：1s22s22p7B．铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2
C．铁原子：1s22s22p63s23p63d8D．氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6
3．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有( )
A．1种 B．2种 C．3种 D．8种
4．已知铬的核电荷数为24，以下是一些同学绘制的基态铬原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态铬原子核外电子运动状态的是( )
5．在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内，下列轨道表示式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6．下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是( )
A．S B．As C．Mn D．Fe3＋
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
7．下列表达式错误的是 ( )
A．甲烷的电子式：
B．氮原子的L层电子的轨道表示式：
C．碳-12原子：eq \\al(12, 6)C
D．S2－的核外电子排布式：1s22s22p63s23p4
8．下列电子排布式或轨道表示式正确的是( )
A．C的轨道表示式：
B．Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2
C．N的轨道表示式：
D．Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6
9．A原子的结构示意图为，则X、Y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是( )
A．18、8、0 B．20、8、0
C．25、13、5 D．30、18、10
10．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是( )
A．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C．最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子
D．最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子
三、非选择题
11．下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式：
Sc________________；Ti________________；V________________；Cr________________；
Mn________________。
(2)对比上述五种元素原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是________________，出现这一现象的原因是________________。
12．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该原子的轨道表示式为________。
(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B元素的符号为________，C的离子结构示意图为________。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其价电子轨道表示式为________。
13．有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外仅有一个非空原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道为全充满或半充满状态。
(1)写出四种元素的元素符号：A________，B________，C________，D________。
(2)写出C、D两种元素基态原子的轨道表示式：
C：________________________________________________________________________。
D：________________________________________________________________________。
(3)B元素的单质的电子式为________，其简单氢化物的电子式为________。
14．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电子；E原子的价电子排布式为3s23p6。
(1)按要求书写下列图式。
①B原子的结构示意图：__________________________________________。
②C原子的轨道表示式：__________________________________________。
③D原子的核外电子排布式：______________________________________。
④B离子的电子式：______________________________________________。
(2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：________________________
______________________________________________________(至少写出5种)。
(3)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式：________________、________________(至少写出2个)。电子排布式
含义
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
意义
能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数
实例
K：1s22s22p63s23p64s1
简化电子排布式
含义
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示
意义
避免书写电子排布式过于繁琐
实例
K：[Ar]4s1
轨道表示式
含义
每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
意义
能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态
实例
Al：
未成对电子数及其占据的原子轨道
元素符号及价电子排布
1
4s
K：4s1,Cu：3d104s1
3d
Sc：3d14s2
4p
Ga：4s24p1，Br：4s24p5
2
3d
Ti：3d24s2，Ni：3d84s2
4p
Ge：4s24p2，Se：4s24p4
3
3d
V：3d34s2，C：3d74s2
4p
As：4s24p3
4
3d
Fe：3d64s2
5
3d
Mn：3d54s2
6
3d和4s
Cr：3d54s1
元素名称
钪
钛
钒
铬
锰
元素符号
Sc
Ti
V
Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
最高正化合价
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7