112構(gòu)造原理與電子排布式電子云與原子軌道（件）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第二課時(shí)一、構(gòu)造原理與電子排布式1.構(gòu)造原理

以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱為構(gòu)造原理。QPONMLK

小圓圈表示一個(gè)能級(jí)

每一行對(duì)應(yīng)一個(gè)能層

箭頭引導(dǎo)的曲線顯示

遞增電子填入能級(jí)的

順序2.電子排布式

按照構(gòu)造原理，元素的核電荷數(shù)每遞增一個(gè)，同時(shí)增加一個(gè)核電荷和一個(gè)核外電子，就得到一個(gè)基態(tài)原子的電子排布。

電子填滿了一個(gè)能級(jí)，就開(kāi)始填入下一個(gè)能級(jí)，由此構(gòu)建了元素周期表中各元素的基態(tài)原子的電子排布。

例如，從氫到碳的基態(tài)原子電子排布式為： 1s1→1s2→1s22s1→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2

氫氦鋰鈹硼碳一、構(gòu)造原理與電子排布式2.電子排布式

1s1該能級(jí)的電子數(shù)能層能級(jí)一、構(gòu)造原理與電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO1氫H1s12氦He1s23鋰Li1s22s14鈹Be1s22s25硼B(yǎng)1s22s22p16碳C1s22s22p27氮N1s22s22p38氧O1s22s22p4 1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式一、構(gòu)造原理與電子排布式

1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p4一、構(gòu)造原理與電子排布式

1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO17氯Cl18氬Ar19鉀K

20鈣Ca

21鈧Sc22鈦Ti一、構(gòu)造原理與電子排布式 ④不同層不同能級(jí)能量由低到高順序:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p…… ①相同能層的不同能級(jí)的能量高低順序：ns<np<nd<nf ②英文字母相同的不同能級(jí)的能量高低順序：

1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p;3d<4d ③不同層不同能級(jí)可由下面的公式得出:

ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n為能層序數(shù))

稱為能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象各能級(jí)的能量高低順序

構(gòu)造理論呈現(xiàn)的能級(jí)交錯(cuò)源于光譜學(xué)事實(shí)

構(gòu)造理論是一個(gè)思維模型，是個(gè)假想過(guò)程一、構(gòu)造原理與電子排布式 1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO23釩V24鉻Cr25錳Mn26鐵Fe27鈷Co28鎳Ni29銅Cu30鋅Zn1s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d44s2×3d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d94s2×3d104s11s22s22p63s23p63d104s2一、構(gòu)造原理與電子排布式不符合構(gòu)造原理構(gòu)造原理是被理想化的 1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布式KLMNO31鎵Ga32鍺Ge33砷As34硒Se35溴Br36氬Ar1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6一、構(gòu)造原理與電子排布式3.簡(jiǎn)化電子排布式

如：鈉的電子排布式可簡(jiǎn)化為[Ne]3s1

上式方括號(hào)里的符號(hào)的意義是：

表示內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分

電子排布式可以簡(jiǎn)化

寫(xiě)出第8號(hào)元素氧、第14號(hào)元素硅和第29號(hào)元素銅的簡(jiǎn)化電子排布式嗎？Cu：[Ar]3d104s1O：[He]2s22p4

Si：[Ne]3s23p2一、構(gòu)造原理與電子排布式4.價(jià)層電子排布式

為突出化合價(jià)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)稱為價(jià)電子層（簡(jiǎn)稱價(jià)層）

如：鐵的簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d64s2

鐵的價(jià)層電子排布式為3d64s2Na：3s1

查看元素周期表找出Na、Al、Cl、Mn、Br價(jià)層電子排布式Al：3s23p1Cl：3s23p5Mn：3d54s2Br：4s24p5一、構(gòu)造原理與電子排布式1.概率密度

1913年，波爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行

量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子并不在玻爾假定的線性軌道上運(yùn)行，而在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。 P表示電子在某處出現(xiàn)的概率

V表示該處的體積

概率密度：ρ=二、電子云與原子軌道

氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖

小點(diǎn)是1s電子在原子核外出現(xiàn)外出現(xiàn)的概率密度的形象描述

小點(diǎn)越密，表明概率密度越大二、電子云與原子軌道2.電子云

由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱為電子云

電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率分布的形象化描述。

電子云圖很難繪制，使用不便，我們常使用電子云輪廓圖

電子云輪廓圖的繪制過(guò)程二、電子云與原子軌道3.電子云輪廓圖

繪制電子云輪廓圖的目的是表示

的形狀,對(duì)核外電子的

有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述。繪制電子云輪廓圖時(shí),把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=

的空間圈出來(lái)。

電子云輪廓空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)90%二、電子云與原子軌道 (1)所有原子的任一能層

的s電子的電子云輪廓圖都是一個(gè)球形只是球的半徑不同

同一原子的能層越高，s電子云半徑越大

原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展二、電子云與原子軌道 (2)p電子云的形狀是啞鈴狀的，

有3個(gè)互向垂直電子云分別稱為Px、Py、Pz

右下角x、y、z分別是p電子云在直角坐標(biāo)系里的取向二、電子云與原子軌道二、電子云與原子軌道二、電子云與原子軌道4.原子軌道

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。 ns能級(jí)各有

個(gè)軌道，np能級(jí)各有

個(gè)軌道， nd能級(jí)各有

個(gè)軌道，nf能級(jí)各有

個(gè)軌道。1573能層數(shù)KLMNOPQn能級(jí)數(shù)1234567軌道n2二、電子云與原子軌道課堂檢測(cè)1．下列敘述正確的是()A．兩種微粒，若核外電子排布完全相同，則其化學(xué)性質(zhì)一定相同B．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C．兩原子如果核外電子排布相同，則一定屬于同種元素D．陰離子的核外電子排布一定與上一周期稀有氣體原子的核外電子排布相同C課堂檢測(cè)【解析】A．Na+和Mg2+核外電子排布相同，但化學(xué)性質(zhì)不同，互為同位素的原子，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，故A錯(cuò)誤；B．Pb2+、Pb4+核外電子排布不同，它們不可能都和一種稀有氣體原子的核外電子排布相同，故B錯(cuò)誤；C．兩原子核外電子數(shù)相同，則質(zhì)子數(shù)相同，兩原子是同一元素，互為同位素，故C正確；D．原子獲得電子形成陰離子，最外層呈穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電子層數(shù)目不變，陰離子的核外電子排布一定與本周期的稀有氣體原子的核外電子排布相同，不是“上一周期”，故D錯(cuò)誤；故選C。課堂檢測(cè)2.如圖是s能級(jí)和P能級(jí)的原子軌道示意圖，下列說(shuō)法正確的是(