1、第2课时原子核外电子的排布学 习 任 务能举例说明原子核外电子排布的构造原理，能用电子排布式、轨道表示式表征136号元素基态原子的核外电子排布。1原子核外电子排布的构造原理原子核外电子运动状态的描述涉及电子层、原子轨道和电子自旋。为了确定原子核外电子所处的原子轨道，人们需要讨论原子核外电子排布。科学家经过研究发现，电子是按一定顺序填充的，填满一个能级之后再填下一个能级，这种规律称为构造原理。2原子核外电子的运动(也称原子核外电子的排布)遵循构造原理的三大内容：能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。具体内容如下：(1)能量最低原理电子在原子中所处的状态总是要尽可能使整个体系的能量最低，这样的体
2、系最稳定。即原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态，从而满足能量最低原理。(2)泡利不相容原理每个原子轨道中最多容纳两个自旋状态不同的电子，称为泡利不相容原理。电子自旋有顺时针和逆时针两种状态，常用方向相反的箭头“”和“”表示自旋状态相反的电子。(3)洪特规则原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，这个规则称为洪特规则。3原子核外电子排布的轨道能量顺序如图：4电子排布式和轨道表示式根据原子核外电子排布的原则，我们可以写出原子的电子排布式和轨道表示式。(1)电子排布式
3、：为了避免电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”、以稀有气体的元素符号外加方括号表示。例如，基态钠原子的电子排布式：1s22s22p63s1 也可以表示为Ne3s1。(2)轨道表示式：如钠原子的轨道表示式为5外围电子排布式(1)价电子：一般情况下，化学反应只涉及外层原子轨道上的电子，人们称这些电子为价电子。(2)价电子排布式主族元素原子最外层电子为价电子，价电子排布式即最外层电子排布式。主族元素原子的价电子排布式为ns12或ns2np15。如钙(Ca)的价电子排布式为4s2，溴(Br)的价电子排布式为4s24p5。过渡元素原子次外层电子常常参与成键，其价电子包
4、括d能级(镧系、锕系除外)上的电子，价电子排布式为(n1)d110ns12。如铬(Cr)的价电子排布式为3d54s1，铜(Cu)的价电子排布式为3d104s1。(注意：价层电子全满、全空、半满为稳定状态，原子能量低，称为洪特规则特例。)6原子光谱分析原理简介(1)发射光谱：当原子中的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，放出光子，将发出的光通过棱镜就得到原子发射光谱。(2)吸收光谱：将特定波长范围的光通过某种物质的蒸气，原子中的电子吸收光子，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，然后将透过光通过棱镜，就得到原子吸收光谱。不同元素的原子中电子发生跃迁时吸收或放出的光是不同的，可以用光谱仪
5、摄取各种元素的原子的发射光谱或吸收光谱。现代化学中，人们可通过原子发射光谱或吸收光谱来检测元素，称为光谱分析。历史上许多元素是通过原子光谱分析发现的，如稀有气体氦(其拉丁文的原意是“太阳元素”)就是1868年分析太阳光谱时发现的。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋状态不同。()(2)136号元素中，基态原子未成对电子数最多的是Cr元素。()(3)能量关系：1s2s3p3d3sB3s3dC2px2pyD2px2pyDA形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s，所以3s2s，A错误；B相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpnd
6、nf，所以3s3d，B错误；C2px和2py轨道是两个不同的原子轨道，空间伸展方向不同，两个轨道上的电子的运动状态不同，但同一能级上的原子轨道具有相同的能量，即2px2py，C错误，D正确。4下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()A原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云Bs能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大D基态原子电子能量的高低顺序为： E(1s)E(2s)E(2px)E(2py)E(2pz)CA电子云是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，A错误；Bs能
7、级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子不只在球壳内运动，还在球壳外运动，只是在球壳外运动概率较小，B错误；C任何能层的p能级都有3个原子轨道，且轨道半径随着原子半径的增大而增大，C正确；D同能级的几个原子轨道能量相等即E(2px)E(2py)E(2pz)，D错误。5下列关于多电子原子核外电子排布的说法错误的是()A3p2表示3p能级有两个轨道B电子层数越大的能级能量不一定越高C各电子层最多可容纳的电子数一定是偶数D各能级的原子轨道数按d、f的顺序依次为5、7AA3p2表示3p能级上有2个电子，A错误；B电子层数越大的能级能量不一定越高，如4s能级的能量低于3d能级，B正确；C根据核外电子排布规
8、律可知，每一电子层最多可容纳的电子数为2n2(n为电子层数)，则各电子层最多可容纳的电子数一定是偶数，C正确；D根据电子的空间运动状态可知，各能级的原子轨道数按d、f的顺序依次为5、7，D正确。1下列说法正确的是()“构造原理”是所有原子随原子序数递增，核外电子排布遵循的规律4s轨道的能量一定比3d轨道的能量低同一电子层中三个p轨道的能量一定相等原子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低的状态”为总原则ABCDB原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，但轨道全充满或半充满时，能量较小，如Cu：3d104s1，Cr：3d54s1，不遵循构造原理，错误；3d轨道的能量大于4s轨
9、道的能量，所以4s轨道的能量一定比3d轨道的能量低，正确；同一电子层中的不同p轨道的能量相同，正确；原子的电子排布遵循使整个原子的能量处于最低状态，正确。2电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是()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”ABCDC根据能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则及其特例，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，正确；
10、电子排布在不同能级时，若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，这样排布可使整个体系能量最低，错误；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，为泡利不相容原理内容，正确；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，错误。3下列说法中不正确的是()A在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量B基态铁原子的外围电子排布图为C电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D某微粒的核外电子排布由1s22s22p63s1,1s22s22p6的变化过程需要吸收能量AA同一能层中的p轨道电子的能量
11、一定比s轨道电子能量高，但不同能层中s轨道电子能量不一定比p轨道电子能量低，如3s轨道电子能量高于2p轨道电子能量，A错误；B基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子轨道表示式为，B正确；C根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，4s轨道能量比3d低，3p排满后应先排4s，C正确；D3s能级的电子吸收能量后脱离原子核的束缚而失去形成1s22s22p6，D正确。4下列关于d轨道的说法错误的是()AM层才开始出现d轨道Bd轨道最早出现在第4周期元素C电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道Dd轨道有10种空间伸展方向Dd轨道最多能容纳10个电子，而并不是有10种空间伸展方向，
12、选项D不正确。5下列说法正确的是()As能级的能量总是小于p能级的能量B电子云都是球形对称的C当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满1个轨道，且自旋状态相反Dnf能级中最多可容纳14个电子DA各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f所以s能级的能量不一定小于p能级的能量，如4s3p，A错误；B电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，s电子云是球形对称的，其他p、d、f电子云不是球形的，如p电子云是纺锤形，B错误；C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，不是先占满1个轨道，然后再占据其他原子轨道，C错误；Df能级有7个轨道，每个轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反，所以nf能级中最多可容纳14个电子，D正确。