第一章 原子结构与性质\n第一节 原子结构第2课时 构造原理与电子排布式\n学习目标核心素养1．了解原子核外电子排布的构造原理。2．能书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式，并说明含义。1．模型认知：建立原子核外电子排布模型。2．微观探析：不同的能级上电子运动的能量状态不同的原因。\n课堂素能探究名师博客呈现课堂达标验收课前素能奠基新课情境呈现\n新课情境呈现\n在多电子原子中，一个电子不仅受到原子核的引力，而且还要受到其他电子的排斥力。这种排斥作用部分抵消或屏蔽了核电荷对该电子的作用，相当于使该电子受到的有效核电荷数减少了。于是把由于其他电子对某一个电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷，使得该电子受到的有效核电荷作用降低的现象称为屏蔽效应。一个电子受到其他电子的屏蔽，其能量升高。\n与屏蔽效应相反，外层电子有钻穿效应。钻穿能力ns＞np＞nd＞nf，如4s电子容易钻到近核内层空间运动，这样它受到其他电子的屏蔽作用就小，受原子核引力就强，因而电子能量降低，造成E4s<E3d。我们把外层电子钻穿到近核内层空间运动，因而使电子能量降低的现象，称为钻穿效应。钻穿效应可以解释原子轨道的能级交错现象。\n课前素能奠基\n1．构造原理(1)含义：在多电子原子中，电子在能级上的排列顺序是电子先排在能量____________的能级上，然后依次排在能量____________的能级上。较低新知预习较高\n(2)构造原理示意图\n能级右上角\n(3)价层电子排布式为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)，其上的电子称为价层电子。Cl的价层电子排布式：______________K的价层电子排布式：___________3s23p54s1\n1．下列有关构造原理的说法错误的是()A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3dB．某基态原子部分核外电子的排布为3s24s2C．不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理D．构造原理中的电子填入能级的顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序B预习自测\n解析：根据构造原理示意图判断，A项正确；根据构造原理可知，3s与4s能级之间还有3p能级，故B项错误；绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu和Ag，故C项正确；构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序，故D项正确。\n2．某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素最可能的化合价为()A．＋1B．＋3C．＋5D．－5解析：根据该元素的电子排布式可知，该原子的最外能层上有3个电子，故该元素容易失去3个电子，表现为＋3价。B\n3．下列各组微粒中，各能层电子数均达到2n2个的是()A．Ne和ArB．H－和Na＋C．Ne和Cl－D．F－和S2－解析：Ar原子核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故A错误；H－和Na＋各个电子层电子数都达到2n2个，故B正确；Cl－核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故C错误；S2－核外第三层只有8个电子，未达到2n2(n为电子层数)＝18个，不符合条件，故D错误；故选B。B\n4．下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6B．F－：1s22s23p6C．S：1s22s22p63s23p4D．Ar：1s22s22p63s23p6解析：判断离子的电子排布式时，首先写出其原子的电子排布式，A项中生成Ca2＋失去4s能级上的2个电子，B项中2p能级得到1个电子，其电子排布式为1s22s22p6。B\n5．按要求书写原子或离子的电子排布式。(1)K__________________________。(2)Cl－_______________________。(3)Fe_____________________________。(4)Fe3＋__________________________。1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d5\n解析：因E(3d)>E(4s)，故19号K先排4s能级，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1；氯离子是由氯原子得到一个电子填充在原来未充满的3p能级，使最外层达到8电子稳定结构；铁是26号元素，其价电子与次外层的d能级有关，当铁失去电子时，是从最外层开始失去电子，所以先失去的是4s能级上的两个电子，再失去次外层3d能级上的一个电子。\n课堂素能探究\n问题探究：小明同学认为：“能层越高，能级的能量越高。”你同意他的观点吗？为什么？探究提示：不同意。根据构造原理不难看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)，E(4d)＞E(5s)，E(4f)＞E(5p)，E(4f)＞E(6s)等，所以小明同学的观点不合理。知识点构造原理\n知识归纳总结：1．构造原理(1)原理随着原子序数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序：图中每个小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序。\n提示：原子核外电子排布构造易记图：ns(n－2)f(n－1)dnp7s5f6d7p6s4f5d6p5s4d5p4s3d4p3s3p2s2p1s自左往右、自下而上，依次填充。\n(2)实质：构造原理中的电子排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序。(3)“能级交错”现象：由构造原理可知，核外电子排布的能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……从中可以看出，从第三能层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。\n下列说法不正确的是()A．同一原子的能层越高，相同能级的能量越高B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数C．书写电子排布式时，按照构造原理，依据电子的填充顺序从左到右书写能级D．处于最低能量的原子叫做基态原子，我们通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布典例1C\n解析：能层越高，相同能级能量越大，故A说法正确；每一个能层都是从s能级开始，其能级数等于该能层的序数，故B说法正确；书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，故C说法错误；基态原子是处于最低能量的原子，通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布，故D说法正确。\n规律方法指导：①构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序。②电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原子相对较稳定。③从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象。能级交错指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的某些能级的能量的现象，如4s＜3d、6s＜4f＜5d，一般规律为ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。\n〔变式训练1〕构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是()A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C．E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)解析：根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……，A项和D项正确顺序为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高，所以C项错误。B\n知识点电子排布式探究提示：①—能层②—能级③—能级上的电子数\n知识归纳总结：电子排布式的书写电子排布式是指用来表示原子核外电子排布情况的表达式，如钠原子的电子排布式为ls22s22p63s1。它能直接地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。(1)简单原子的核外电子排布式按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C：1s22s22p2,10Ne：1s22s22p6,17Cl：1s22s22p63s23p5，19K：1s22s22p63s23p64s1。\n(2)复杂原子的核外电子排布式\n(3)利用构造原理书写简化电子排布式为了方便，常把内层已达到稀有气体电子层结构的部分写成“原子实”，用稀有气体符号外加方括号来表示。如K：1s22s22p63s23p64s1，其中1s22s22p63s23p6看作[Ar]“原子实”，故K的简化电子排布式可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布结构，即1s22s22p63s23p6。再如Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2。\n(4)外围电子排布式在原子的核外电子排布式中，省去“原子实”后剩下的部分称为外围电子排布式。如硫、铜原子的电子排布式分别为1s22s22p63s23p4、1s22s22p63s23p63d104s1，用“原子实”的形式分别表示为[Ne]3s23p4、[Ar]3d104s1，其外围电子排布式分别为3s23p4、3d104s1。\n提示：①虽然电子排布是遵循构造原理的，但书写时应按照电子层的顺序排列。如铁原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写作1s22s22p63s23p64s23d6。②主族元素的最外层电子就是价电子。过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子。③元素周期表中呈现的电子排布是各元素原子的外围电子排布。\n写出下列原子的电子排布式。(1)Cl基态原子的电子排布式是_____________________________________。(2)基态Ge原子的核外电子排布式为___________________________________________________。(3)写出基态As原子的电子排布式___________________________________________________。(4)P原子的核外电子排布式是_____________________________________。典例21s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p51s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p31s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3\n解析：根据原子核外电子排布所遵循的原理书写原子的电子排布式，同时应注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。规律方法指导：电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，电子进入能级的顺序是按构造原理中能级能量递增的顺序，而电子排布式的书写则按能层的顺序，能层中的能级按s、p、d、f能量递增的顺序排列。\n〔变式训练2〕下列基态原子或离子的电子排布式错误的是()A．Ca1s22s22p63s23p64s2B．Mg2＋1s22s22p6C．F－1s22s22p5D．Br1s22s22p63s23p63d104s24p5C\n解析：A项，Ca原子核外有20个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，正确；B项，Mg2＋核外有10个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p6，正确；C项，F－核外有10个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p6，错误；D项，Br原子核外有35个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，正确。\n名师博客呈现\n高考考点易错点抛砖引玉(老师教你如何整理)1.能层、能级与构造原理2．核外电子排布式的书写1．各能层中的能级数等于其所处的能层序数2．每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子3．不同能层，能级符号相同时，n越大，能量越高4．在多电子原子中会发生能级交错现象，如E(3d)>E(4s)5．对于较复杂的电子排布式，应先按构造原理从低到高排列，然后将同能层的能级移到一起大显身手(请结合你的学习实际进行补充整理)\n〔即时训练〕某元素原子序数为34，则(1)此元素原子的电子总数是__________，基态原子的电子排布式为_________________________________。(2)有_________个电子层，_________个能级。(3)它的价电子排布式为______________。解析：原子序数为34的元素原子的电子总数是34，根据原子的核外电子数，书写出其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，有4个电子层，8个能级；它的价电子排布式为4s24p4。341s22s22p63s23p63d104s24p4484s24p4\n课堂达标验收\n1．下列原子的电子排布式正确的是()A．9F：1s22s22p6B．15P：1s22s22p63s33p2C．21Sc：1s22s22p63s23p64s23d1D．35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5解析：氟原子2p能级应排5个电子；磷原子的3s能级应排2个电子，3p能级应排3个电子；写电子排布式时，应将同能层的能级移到一起。D\n2．39号元素钇的原子核外电子排布式是()A．1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2B．1s22s22p63s23p63d104s24p65s24d1C．1s22s22p63s23p63d104s24p64f15s2D．1s22s22p63s23p63d104s24p65s25d1A\n3．下列电子排布式中表示基态原子电子排布式的是()A．1s22s22p63s13p3B．1s22s22p63s23p63d104s14p1C．1s22s22p63s23p63d14s2D．1s22s22p63s23p63d94s24p1C\n4．某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，下列关于该微粒的说法正确的是()A．它的质子数一定是18B．它的原子和37Cl可能互为同位素C．它的单质一定是强还原剂D．不能确定该微粒是否为Ar解析：此微粒核外共有18个电子，可能是原子也可能是离子，离子又可能为阳离子Ca2＋、K＋或阴离子S2－、Cl－。B\n5．按要求填空：(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：_______________________。②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：_________________。③基态Ni2＋、Fe3＋、S2－的电子排布式分别为_________________、_________________、_______________________。1s22s22p63s23p21s22s22p1[Ar]3d8[Ar]3d51s22s22p63s23p6\n(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为__________。(3)基态Ti2＋中，电子占据的最高的能层符号为_________，该能层有_________个能级。(4)写出基态砷原子的电子排布式：________________________，砷位于元素周期中第__________周期第___________族。BrM3[Ar]3d104s24p3四ⅤA
