鲁科版高中化学选修3物质结构与性质精品课件 第1章第1节第2课时 核外电子排布与元素周期表、原子半径

1 第2课时

量子力学对原子核外电子运动状态的描述

[学习目标定位]

1.知道描述原子核外电子运动状态的四个量子数的含义。2.理解用四个量子数描述原子核外电子的运动状态。3.了解原子轨道和电子云的含义。

一、原子轨道

1．电子层

通常，我们用量子数n来描述电子离核的远近，习惯上称为电子层。n的取值为正整数1,2,3,4,5,6，…，对应的符号为K，L，M，N，O，P等。n越大，电子离核的平均距离越远、能量越高。

2．能级

当量子数n相同时，电子所具有的能量也可能不同，因此，对同一个电子层，还可分为若干个能级。例如，n＝1时，有1个s能级；n＝2时，有1个s能级和1个p能级；n＝3时，有1个s能级，1个p能级和1个d能级。

3．原子轨道

(1)概念：原子中的单个电子的空间运动状态的描述。

(2)n值所对应的能级和原子轨道的情况

量子数n 符号 能级种类 原子轨道 原子轨道数

n＝1 K s 1s 1

n＝2 L s 2s 1

p 2p 3

n＝3 M s 3s 1

p 3p 3

d 3d 5

… … … … …

4.电子的“自旋”

处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有两种，分别用符号“↑”和“↓”表示。

(1)电子层、能级、原子轨道和自旋状态四个因素决定了电子的运动状态。

(2)与电子能量有关的因素是电子层和能级，即处于同一电子层同一能级中的电子具有相同的

2 能量。

(3)处于同一个原子轨道上的电子有两种不同的自旋状态。在同一个原子中不存在两个运动状态完全相同的电子。

例1 下列有关认识正确的是( )

A．各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4

B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层含有的能级数为n－1

D．各能层含有的电子数为2n2

答案 A

解析 各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，它只有一个s能级，当n＝2时，含有两个能级分别为s、p能级，所以B、C都不正确；D选项中每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。

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第 1 页 共 9 页 第二章 分子结构与性质

单元测试（3）

一、选择题( 每小题只有一个．．．．选项符合题意)

1. σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是

A．H2 B.HCl C.Cl2 D.F2

2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是

A．两个碳原子采用sp杂化方式

B．两个碳原子采用sp2杂化方式

C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键

D．两个碳原子形成两个π键

3．膦（PH3）又称磷化氢，在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常含有磷化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于PH3的叙述正确的是

A．PH3分子中有未成键的孤对电子 B．PH3是非极性分子

C．PH3是一种强氧化剂 D．PH3分子的P－H键是非极性键

4．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为

A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大

B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子

C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素

D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子

5．下列事实中能证明氯化氢是共价化合物的是

A．液态氯化氢不导电 B．氯化氢极易溶于水

精品

第1课时

基态原子的核外电子排布

1．了解基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序。

2．掌握基态原子的核外电子排布规律，会书写常见元素(1～36号)原子的核外电子排布。(重点)

3．学会利用电子排布式、轨道表示式正确表示核外电子排布。(难点)

基 态 原 子 的 核 外 电 子 排 布 原 则

[基础·初探]

1．能量最低原则

(1)基态原子的核外电子排布使整个原子体系的能量最低。

(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序：

1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s……

2．泡利不相容原理

(1)一个原子轨道最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反；或者说，一个原子中不存在两个完全相同的电子。

(2)在原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子。

3．洪特规则

(1)对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同轨道并且自旋方向相同。

(2)能量相同的原子轨道在全充满(如d10)、半充满(如d5)和全空(如d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如基态铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

4．电子数与电子层和能级的关系

在原子中，每个电子层最多容纳2n2个电子，每个能级最多能容纳的电子数为其所包含的原子轨道数的2倍。

(1)原子轨道能量的相对大小为：E4s＞E3d＞E3p＞E3s。(×)

(2)基态O原子电子排布式为：1s22s22p4。(√)

(3)Al原子核外有1个未成对电子。(√)

(4)2p能级上有2个未成对电子的元素只有碳。(×)

(5)基态铜原子：①1s22s22p63s23p63d94s2(×)

②1s22s22p63s23p63d104s1(√)

[合作·探究]

原子核外电子排布规律

[探究背景] 精品

第一节 原子结构与性质

1. (2010·原创)主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子和离子的电子排布式错误的是( )

A．Ca2＋ 1s22s22p63s23p6 B．F－ 1s22s23p6

C．S 1s22s22p63s23p4 D．Ar 1s22s22p63s23p6

解析：首先写出各原子的正确的电子排布式，A中生成Ca2＋失去了4s轨道上的2个电子，B中得1个电子进入2p轨道，电子排布为1s22s22p6。C、D项正确，B项符合题意。

答案：B

2． 下列叙述中正确的是( )

A．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大

B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子

C．室温时，零族元素的单质都是气体

D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大

解析：本题主要考查元素周期表中，同周期、同主族元素性质的一些递变规律。A项错，在同周期元素中ⅦA族元素的原子半径最小。B项不正确，在同主族元素中，原子半径越大，越难得电子。C项正确。D项错误，同周期中，碱金属元素的第一电离能最小。

答案：C

3．下列关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是( )

A．1s22s22p63s23p2 B．[Ne]3s23p2

C. D.

解析：A和B两个选项都是电子排布式，C和D两个选项都是轨道排布式，其中C选项违背了洪特规则。

答案：C

4． 某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是( )

A．0 B．2 C．5 D．8

解析：根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2，由此可知该元素N能层上的电子数为2。

答案：B

5. 有第四周期的A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、2、7，其原子序数按照A、B、C、D依次增大。已知A与B的次外层电子数为8，而C与D为18。根据原子结构，判断A、B、C、D各是什么元素？