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第一单元　原子核外电子的运动
课时2　原子核外电子的排布
专题2 原子结构与元素性质
1.从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的化学学科核心素养(重、难点)。
[学习目标]
新课导入
思考交流：多电子原子的核外电子分能层排布，各电子层能级又是如何填入的？
初步了解构造原理
一、核外电子的排布原理及表示方法
1. 构造原理
每一行对应一个电子层
每个圆圈对应一个轨道
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轨道的顺序
(1)概念：电子按一定顺序填充，填满一个能级之后再填下一个能级。
电子填充顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s
(2)原子核外电子排布的轨道能量顺序
①能量最低原理
能量升高
能量升高
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，使整个原子处于能量最低状态。
一、核外电子的排布原理及表示方法
(3)三大内容
②泡利不相容原理
每个原子轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子。
一、核外电子的排布原理及表示方法
2s2
√
×
↓↑
↑↑
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。
2p3
↑↓ ↑
↑ ↓ ↑
↑ ↑ ↑
×
×
√
2. 电子排布的表示方法
(1)电子排布式
1s1
电子层
原子轨道
轨道上填充的电子数
一、核外电子的排布原理及表示方法
7N：1s22s22p3
12Mg：1s22s22p63s2
35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
试写出7N 、12Mg 、35Br原子的电子排布式？
(2)简化的电子排布式
如： Na：1s22s22p63s1
[Ne]3s1
简化
试写出7N 、12Mg 、35Br原子的简化排布式？
7N ：[He]2s22p3
12Mg：[Ne]3s2
35Br：[Ar]3d104s24p5
一、核外电子的排布原理及表示方法
避免书写过繁，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。
2. 电子排布的表示方法
(3)轨道表示式
1s
2s
↑↓
↑
方框表示原子轨道
轨道符号
上下箭头表示自旋状态不同的电子
箭头表示电子及其自旋状态
一、核外电子的排布原理及表示方法
如：Na原子的轨道表示式：
2. 电子排布的表示方法
(4)外围电子排布式
在化学反应中，一般是原子的外围电子发生变化。
主族元素：外围电子就是最外层电子
副族元素：外围电子=最外层电子+次外层d轨道电子
一、核外电子的排布原理及表示方法
8O：2s22p4 13Al：3s23p1
[Ne]
[Ar]
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB
VIII
ⅠA
ⅡA
0族
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
思考交流
一、核外电子的排布原理及表示方法
1.为什么基态K和Ca的外围电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。
基态K和Ca的3d轨道的能量大于4s轨道的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的原子轨道可使整个原子的能量最低。
2.(1)铬原子的核外电子排布式是[Ar]3d54s1还是[Ar]3d44s2？为什么？
是[Ar]3d54s1，因为3d54s1均为半充满结构，更稳定。
(2)铜原子的核外电子排布式是[Ar]3d104s1还是[Ar]3d94s2？为什么？
是[Ar]3d104s1，因为3d104s1一个全充满，一个半充满，更稳定。
一、核外电子的排布原理及表示方法
3.写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。
15P：　　　　 　，有　　个电子对，有　　个单电子。
25Mn：　　　　　　 　 　　　　，有　　种空间运动状态，有　　个单电子，属于半充满状态。
6
3
15
5
思考交流
一、核外电子的排布原理及表示方法
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　　，违反泡利不相容原理的是　　。
①Ca2+：1s22s22p63s23p6 ②F-：1s22s23p6
③N： ④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2+：1s22s22p6 ⑥C：
①④⑤
②
③
⑥
思考交流
归纳总结
原子核外电子排布符合
能量最低原理
泡利不相容原理
洪特规则
若违背其一，则原子能量不处于最低状态，原子不稳定
二、光谱与光谱分析
激光
LED灯装饰的建筑
生活中的激光，LED灯光又是怎么产生的呢？
1. 基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量后，电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上，变为激发态原子。
二、光谱与光谱分析
基态
K
L
M
N
激发态
K
L
M
N
能量
2. 光谱
光谱的成因及分类
二、光谱与光谱分析
基态
K
L
M
N
激发态
K
L
M
N
能量
能量
K
L
M
N
光
K
L
M
N
不稳定
吸收能量
电子跃迁
释放能量
稳定
基态原子
吸收能量
释放能量
电子跃迁
激发态原子
吸收光谱
发射光谱
形成
形成
3. 光谱分析
在现代化学中，可通过原子发射光谱或吸收光谱来检测元素。
二、光谱与光谱分析
锂、氦、汞的吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱
不同元素的焰色试验
He 氦
二、光谱与光谱分析
应用体验
1.正误判断
(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一
(2)霓虹灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
(3)产生激光的前提是原子要处于激发态
(4)电子跃迁时只吸收能量
(5)金属元素的焰色反应是发射光谱，为化学变化
√
×
×
×
√
二、光谱与光谱分析
应用体验
2.氯化钠在灼烧过程中，发出黄色的光，下列对此现象的描述正确的是
A.形成发射光谱，物理变化
B.形成发射光谱，化学变化
C.形成吸收光谱，物理变化
D.形成吸收光谱，化学变化
√
二、光谱与光谱分析
应用体验
3.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
√
自我测试
1.下列说法正确的是
A.焰色反应是化学变化
B.基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3
C.焰色反应中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时
产生的光谱谱线的颜色
D.同一原子激发态时的能量一定大于其基态时的能量
√
自我测试
2.(1)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式、简化电子排布式和外围电子排布式。
①9F：　　　 　；
②16S：　　　 　；
③19K：　　　 　 ；
④21Sc：　　　 　。
1s22s22p5　[He]2s22p5　2s22p5
1s22s22p63s23p4　[Ne]3s23p4　3s23p4
1s22s22p63s23p64s1　[Ar]4s1　4s1
1s22s22p63s23p63d14s2　[Ar]3d14s2　3d14s2
自我测试
(2)写出下列基态原子的轨道表示式。
①8O：_________________________；
②13Al：________________________________________________；
③23V：(写外围电子的轨道表示式)：___________________________。
本课结束

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