第一章第一節(jié)構(gòu)造原理與電子排布式電子云與原子軌道第2課時(shí)1.結(jié)合構(gòu)造原理形成核外電子排布式書寫的思維模型，并根據(jù)思維模型熟練書寫1~36號(hào)元素的電子排布式。2.通過對(duì)原子軌道和電子云的學(xué)習(xí)，全面了解核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述方法。核心素養(yǎng)

發(fā)展目標(biāo)課時(shí)對(duì)點(diǎn)練內(nèi)容索引一、構(gòu)造原理與電子排布式二、電子云與原子軌道<一>構(gòu)造原理與電子排布式1.構(gòu)造原理(1)含義以_______事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的_____稱為構(gòu)造原理。光譜學(xué)順序(2)示意圖能層能級(jí)順序2.電子排布式(1)概念及書寫方法按照構(gòu)造原理，電子填滿了一個(gè)能級(jí)，開始填入下一個(gè)能級(jí)，由此構(gòu)建了元素周期系中各元素的基態(tài)原子的電子排布。如果將K、L、M、N等能層分別用1、2、3、4等數(shù)字表示，各能級(jí)用s、p、d、f等符號(hào)來表示，在相應(yīng)能級(jí)符號(hào)的右上角用數(shù)字表示出該能級(jí)上所排布的電子數(shù)，這種式子叫作電子排布式。如Al原子的電子排布式及有關(guān)符號(hào)的含義為注意：在書寫電子排布式時(shí)，一般情況下，能層低的能級(jí)要寫在左邊，而不是按照構(gòu)造原理順序書寫。例如，21號(hào)元素鈧(Sc)的電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2，最后兩個(gè)能級(jí)的填充順序?yàn)開______，但是在書寫電子排布式時(shí)應(yīng)寫為______。4s23d13d14s2該能級(jí)上的電子數(shù)能層序數(shù)能級(jí)符號(hào)(2)類別①原子的電子排布式如氯原子和鐵原子的核外電子排布式分別為________________，___________________。②簡(jiǎn)化電子排布式將電子排布式中的內(nèi)層電子排布用相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)加方括號(hào)來表示而得到的式子稱為簡(jiǎn)化電子排布式。如氮、鈉、鈣的簡(jiǎn)化電子排布式分別為_________、_______、_______。1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p63d64s2[He]2s22p3[Ne]3s1[Ar]4s2③價(jià)層電子排布式為突出_______與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱為_________(簡(jiǎn)稱價(jià)層)。通常，元素周期表只給出價(jià)層電子排布。如氯原子和鐵原子的價(jià)層電子排布式分別為______、______。④離子的電子排布式從基態(tài)的原子轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的離子時(shí)總是從外向里失去電子。如Fe2+的電子排布式為_________________________，F(xiàn)e3+的電子排布式為_________________________?；蟽r(jià)價(jià)電子層3s23p53d64s21s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d61s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(3)能級(jí)交錯(cuò)構(gòu)造原理告訴我們，隨核電荷數(shù)遞增，電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開始填入下一個(gè)能層的。電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的，這種現(xiàn)象被稱為能級(jí)交錯(cuò)。寫出24Cr、29Cu基態(tài)原子的核外電子排布式。它們的電子排布符合構(gòu)造原理嗎？提示

24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)，二者的電子排布不符合構(gòu)造原理。思維聚焦當(dāng)p、d、f能級(jí)處于全空、全充滿或半充滿狀態(tài)時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。以Cr為例：1.根據(jù)構(gòu)造原理，寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布式、簡(jiǎn)化電子排布式和價(jià)層電子排布式。(1)F：___________________________；

(2)S：_______________________________；

(3)K：____________________________；

(4)Mn：____________________________________；

(5)Br：___________________________________________。

1s22s22p5

[He]2s22p5

2s22p51s22s22p63s23p4

[Ne]3s23p4

3s23p41s22s22p63s23p64s1

[Ar]4s1

4s11s22s22p63s23p63d54s2

[Ar]3d54s2

3d54s21s22s22p63s23p63d104s24p5

[Ar]3d104s24p5

4s24p52.請(qǐng)寫出K+、S2-、Cu2+的電子排布式。答案

K+：1s22s22p63s23p6S2-：1s22s22p63s23p6Cu2+：1s22s22p63s23p63d93.(1)基態(tài)B原子的電子排布式為_____________________。

(2)基態(tài)N原子的價(jià)層電子排布為_______。

(3)Se原子的原子序數(shù)為____，其M層的電子排布為__________。

(4)Li3N晶體中氮以N3-形式存在，基態(tài)N3-的電子排布式為_________。

(5)基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：__________________________________________________。(6)北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)“鳥巢”使用了高強(qiáng)度、高性能的釩氮合金高新鋼?；鶓B(tài)釩原子的價(jià)層電子排布為_______。

1s22s22p1(或[He]2s22p1)2s22p3343s23p63d101s22s22p61s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)3d34s2返回<二>電子云與原子軌道

概率2.電子云(1)電子云是處于一定_________狀態(tài)的電子在原子核外空間的______________的形象化描述。小點(diǎn)越密，表示概率密度_____。如氫原子的電子云圖為(2)電子云輪廓圖：把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率_______的空間圈出來的圖形。如s電子云輪廓圖的繪制過程為空間運(yùn)動(dòng)概率密度分布越大P=90%

形狀分析

類別電子云輪廓圖特點(diǎn)s電子云輪廓圖

①球形，一個(gè)伸展方向②同一原子的能層序數(shù)越大，s電子云半徑越大，如(3)形狀

形狀分析

類別電子云輪廓圖特點(diǎn)p電子云輪廓圖

①啞鈴形，三個(gè)互相垂直的伸展方向(px、py、pz)②同一原子的能層序數(shù)越大，p電子云半徑越大③在同一能層中px、py、pz的能量相同3.原子軌道(1)概念：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)_____________稱為一個(gè)原子軌道。常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。(2)形狀s軌道呈____形；p軌道呈_____形?？臻g運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球啞鈴能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目____________(3)各能級(jí)所含有的原子軌道數(shù)目13571.分析K、L、M能層的原子軌道總數(shù)分別是多少？答案

能層能級(jí)原子軌道數(shù)原子軌道總數(shù)K1s11L2s142p3M3s193p33d52.基態(tài)原子的核外電子填充在6個(gè)軌道的元素有幾種？填充在7個(gè)軌道中的元素有幾種？提示

s、p能級(jí)分別有1、3個(gè)原子軌道，按照構(gòu)造原理，核外電子填充在6個(gè)軌道的元素為1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2種；填充在7個(gè)軌道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一種元素。歸納總結(jié)原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系(1)不同能層的相同能級(jí)的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大。(2)s能級(jí)只有1個(gè)原子軌道。p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們互相垂直，分別用px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。1.正誤判斷(1)電子的運(yùn)動(dòng)與行星相似，圍繞原子核在固定軌道上高速旋轉(zhuǎn)(2)1s的電子云圖中一個(gè)小點(diǎn)表示一個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子(3)電子云輪廓圖外仍然會(huì)有電子出現(xiàn)，但概率較小(4)2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)依次增多(5)2px、2py、2pz軌道相互垂直，能量相等×√××√2.下列有關(guān)原子軌道和電子云的說法正確的是A.s軌道呈球形，隨能層序數(shù)的增加，s軌道數(shù)也增加B.p軌道呈啞鈴形，p軌道電子繞核做“∞”形運(yùn)動(dòng)C.電子云是籠罩在原子核外的云霧D.電子云圖中小點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外空間出現(xiàn)概率的大小√任何能層的s能級(jí)都只有1個(gè)原子軌道，與能層序數(shù)的大小無關(guān)，故A錯(cuò)誤；電子在p軌道上繞核高速運(yùn)動(dòng)，不是做“∞”形運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；電子云不是籠罩在原子核外的云霧，是表示電子出現(xiàn)的概率，小點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間出現(xiàn)的概率大小，故C錯(cuò)誤、D正確。3.如圖是s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道圖，下列說法正確的是A.s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道形狀相同B.每個(gè)p能級(jí)都有6個(gè)原子軌道C.s能級(jí)的原子軌道半徑與能層序數(shù)有關(guān)D.鈉原子的電子在11個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)√A項(xiàng)，s軌道為球形，p軌道為啞鈴形，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，能層序數(shù)越小，s能級(jí)的原子軌道半徑越小，正確；D項(xiàng)，鈉原子的電子在6個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)，錯(cuò)誤。4.元素X的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn+1。試回答下列各題：(1)電子排布式中的n=

；原子中能量最高的是

電子，其電子云在空間有

方向，原子軌道呈

形。

(2)元素X的名稱是

。

22p三個(gè)互相垂直的伸展啞鈴氮元素X的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn+1，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知n=2，則X是N。返回課時(shí)對(duì)點(diǎn)練對(duì)一對(duì)答案1234567891011121314題號(hào)12345678答案CCDCBDDC題號(hào)910111213答案CCAD

A

1514.答案123456789101112131415(1)①1s22s22p63s23p2

②1s22s22p1

③1s22s22p63s23p63d8

1s22s22p63s23p63d5

1s22s22p63s23p6

(2)Br

(3)M

3

(4)[Ar]3d104s24p3第四周期第ⅤA族答案12345678910111213141515.

題組一構(gòu)造原理與電子排布式1.按照構(gòu)造原理，下列電子填入能級(jí)的順序正確的是A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練答案123456789101112131415√由構(gòu)造原理可知，A項(xiàng)中電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為1s、2p、4s、3d，錯(cuò)誤；B項(xiàng)中電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為1s、2s、2p、3s，錯(cuò)誤；D項(xiàng)中電子填入能級(jí)的正確順序應(yīng)為3p、4s、3d、4p，錯(cuò)誤。答案1234567891011121314152.(2024·大連第二十四中學(xué)月考)下列說法正確的是A.原子核外電子先排滿K層再排L層、先排滿M層再排N層B.能級(jí)能量：E(5s)>E(4f)>E(4s)C.1s22s12p1可以表示激發(fā)態(tài)原子的電子排布D.凡單原子形成的離子，一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布答案123456789101112131415√填充完N能層的4s能級(jí)后才能填充M能層的3d能級(jí)，A錯(cuò)誤；能級(jí)能量：E(4f)>E(5s)，B錯(cuò)誤；單原子形成的離子不一定具有稀有氣體原子的核外電子排布，如H+核外電子數(shù)為0，D錯(cuò)誤。答案1234567891011121314153.(2024·天津南開區(qū)高二期末)下列各原子或離子的電子排布式中，錯(cuò)誤的是A.B

1s22s22p1B.S2-

1s22s22p63s23p6C.Ca2+

1s22s22p63s23p6D.Cr

1s22s22p63s23p63d44s2答案123456789101112131415√Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，D錯(cuò)誤。硼原子核外L能層中的電子數(shù)目為3，碳原子核外L能層中的電子數(shù)目為4，二者之比為3∶4，C項(xiàng)正確。

答案123456789101112131415√5.下列元素基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式中，前者一定是金屬元素，后者一定是非金屬元素的是A.[Ne]3s23p2

[Ne]3s2B.[Ar]4s1

[Ne]3s23p4C.[Ne]3s23p1

[Ar]4s2D.[He]2s22p4

[Ne]3s23p5答案123456789101112131415√A項(xiàng)，兩種元素分別為Si、Mg，Si為非金屬元素，Mg為金屬元素；B項(xiàng)，兩種元素分別為K、S，符合題意；C項(xiàng)，兩種元素分別為Al、Ca，均為金屬元素；D項(xiàng)，兩種元素分別為O、Cl，均為非金屬元素。答案123456789101112131415題組二電子云與原子軌道6.下列關(guān)于電子云或原子軌道的敘述正確的是A.電子云圖中的小黑點(diǎn)越密，表示原子核外單位體積內(nèi)的電子越多B.原子軌道是電子運(yùn)動(dòng)的軌跡C.原子軌道表示電子在空間各處出現(xiàn)的概率D.電子云是用小黑點(diǎn)的疏密程度來表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)

概率的大小答案123456789101112131415√電子云是用小黑點(diǎn)的疏密程度來表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率的大小，小黑點(diǎn)越密，表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率越大，小黑點(diǎn)越疏，表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率越小。答案1234567891011121314157.下列有關(guān)原子軌道的敘述正確的是A.氫原子的2s軌道能量較3p軌道高B.能層n=4的原子軌道最多可容納16個(gè)電子C.p能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形，隨著能層序數(shù)的增加，p能級(jí)原子軌道數(shù)

也在增多D.鋰原子的2s與5s軌道皆為球形√答案123456789101112131415答案123456789101112131415H原子的2s軌道能量低于3p軌道，A錯(cuò)誤；每個(gè)能層最多能容納2n2個(gè)電子，所以能層n=4的原子軌道最多可容納32個(gè)電子，B錯(cuò)誤；所有的p能級(jí)都含有3個(gè)軌道，隨著能層序數(shù)的增加，p能級(jí)原子軌道數(shù)不變，C錯(cuò)誤；所有的s軌道電子云輪廓圖都是球形，所以鋰原子的2s與5s軌道皆為球形，D正確。下列有關(guān)說法正確的是A.電子云輪廓圖就是原子軌道圖B.3p2表示3p能級(jí)中有兩個(gè)原子軌道C.由圖乙可知，s電子的電子云輪廓圖呈球形，有無數(shù)條對(duì)稱軸D.由圖丙可知，px、py、pz軌道相互垂直，因?yàn)樯煺狗较虿煌誓芰坎煌?.圖甲是氫原子的1s電子云圖，圖乙、丙分別表示s、p電子的電子云輪廓圖?！檀鸢?23456789101112131415答案123456789101112131415電子云就是用小黑點(diǎn)的疏密程度來表示空間各電子出現(xiàn)概率大小的一種圖形，量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道，核外電子運(yùn)動(dòng)的電子云輪廓圖并不完全等同于原子軌道圖，故A錯(cuò)誤；3p2表示3p軌道上有2個(gè)電子，故B錯(cuò)誤；由圖可知，s電子的電子云輪廓圖呈球形，有無數(shù)條對(duì)稱軸，故C正確；p電子的電子云輪廓圖呈啞鈴形，每個(gè)p能級(jí)有px、py、pz三個(gè)原子軌道，這三個(gè)軌道相互垂直，且能量相同，故D錯(cuò)誤。9.(2024·安徽馬鞍山期末)在基態(tài)多電子原子中，下列敘述不正確的是A.2s和3s軌道形狀均為球形B.3d、4d、5d能級(jí)的原子軌道數(shù)相等C.基態(tài)鈉原子最外層電子占據(jù)的原子軌道的形狀為啞鈴形D.35Cl與37Cl的電子排布式都為1s22s22p63s23p5√答案123456789101112131415綜合強(qiáng)化答案1234567891011121314152s和3s軌道形狀均為球形，A正確；d能級(jí)都有5個(gè)原子軌道，B正確；基態(tài)Na原子最外層電子為3s電子，占據(jù)的原子軌道為球形，C錯(cuò)誤；35Cl與37Cl的電子數(shù)相同，電子排布式都為1s22s22p63s23p5，D正確。10.下列有關(guān)原子軌道的能量說法不正確的是A.多電子原子中，原子軌道的能量高低總是遵循ns<np<ndB.同一原子中，原子軌道的能量：4s>3pC.同一原子中，原子軌道形狀相同的能級(jí)的能量一定相同D.常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向√同一原子中，不同能層s軌道形狀相同，但能量不同，能層越大其能量越高，如E(1s)<E(2s)，C錯(cuò)誤。答案12345678910111213141511.當(dāng)硅原子的電子排布式由1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s13p3時(shí)，下列說法正確的是A.硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量B.硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程釋放能量C.硅原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量低于基態(tài)時(shí)的能量D.轉(zhuǎn)化后硅原子與磷原子的電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相似√答案123456789101112131415答案123456789101112131415硅原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，這一過程吸收能量，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；激發(fā)態(tài)時(shí)的能量高于基態(tài)時(shí)的能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)化后硅原子與磷原子電子層結(jié)構(gòu)不相同，因?yàn)榱自拥淖钔鈱与娮优挪紴?s23p3，化學(xué)性質(zhì)也不相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.X、Y、Z三種元素的原子，其最外層電子排布分別為ns1、3s23p4和2s22p4，由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式不可能的是A.X2Y2Z3 B.X2YZ3C.X2YZ4 D.XYZ3√答案123456789101112131415答案1234567891011121314由題意可知，X位于ⅠA族，Y為S元素，Z為O元素。X2Y2Z3中Y的化合價(jià)為+2價(jià)，S元素有+2價(jià)，故A不符合題意；X2YZ3中Y的化合價(jià)為+4價(jià)，S元素有+4價(jià)，故B不符合題意；X2YZ4中Y的化合價(jià)為+6價(jià)，S元素有+6價(jià)，故C不符合題意；XYZ3中Y的化合價(jià)為+5價(jià)，S元素不存在+5價(jià)，故D符合題意。1513.下列有關(guān)說法正確的是A.每個(gè)能層s能級(jí)的原子軌道的形狀相同，能層序數(shù)越大，軌道半徑越大，

電子能量越高B.原子核外電子云是核外電子運(yùn)動(dòng)后留下的痕跡C.教材中說“核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象

地稱作電子云”，這說明原子核外電子云是實(shí)際存在的D.每個(gè)能層都有p能級(jí)，p能級(jí)都有3個(gè)原子軌道√答案123456789101112131415答案123456789101112131415電子云表示的是電子在核外某處出現(xiàn)的概率，不是電子運(yùn)動(dòng)后留下的痕跡，故B錯(cuò)誤；電子云是電子在核外運(yùn)動(dòng)的概率密度分布的形象化描述，實(shí)際不存在，故C錯(cuò)誤；K能層沒有p能級(jí)，故D錯(cuò)誤。14.(1)根據(jù)構(gòu)造原理寫出下列基態(tài)原子或離子的核外電子排布式。①A元素原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半：

。

答案123456789101112131415L層有8個(gè)電子，則M層有4個(gè)電子，故A為Si。1s22s22p63s23p2當(dāng)次外層為K層時(shí)，最外層電子數(shù)為3，則B為硼元素；當(dāng)次外層為L(zhǎng)層時(shí)，最外層電子數(shù)為1.5×8=12，不可能。②B元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍：

。

1s22s22p1基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，故基態(tài)Ni2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d8；基態(tài)Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，故基態(tài)Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5；基態(tài)S原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，故基態(tài)S2-的電子排布式為1s22s22p63s23p6。③基態(tài)Ni2+、Fe3+、S2-的電子排布式分別為

、

、

。

答案1234567891011121314151s22s22p63s23p63d81s22s22p63s23p63d51s22s22p63s23p6根據(jù)最外層電子排布式可知該元素有4個(gè)電子層，最外層有7個(gè)電子，位于第四周期第ⅦA族，為溴元素，元素符號(hào)為Br。(2)某元素原子的最外層電子排布式是4s24p5，則其元素符號(hào)為

。

答案123456789101112131415Br基態(tài)Ti2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63