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全国⾼中化学竞赛辅导讲义—核外电⼦的排布第⼆节核外电⼦的排布【竞赛要求】⽤s、p、d等来表⽰基态构型（包括中性原⼦、正离⼦和负离⼦）核外电⼦排布。
【授课⽇期】年⽉⽇【本节内容】⼀、多电⼦原⼦的能级⼆、核外电⼦的排布规律【知识整理】⼀、多电⼦原⼦的能级1、鲍林的轨道能级图：1939 年，鲍林(Pauling，美国化学家)根据光谱实验的结果，提出了多电⼦原⼦中原⼦轨道的近似能级图，⼜称鲍林能级图①近似能级图是按原⼦轨道的能量⾼低来排的，并不是按离核远近排的。
严格意义上只能叫“顺序图”,顺序是指轨道被填充的顺序或电⼦填⼊轨道的顺序，把能量的相近能级划成⼀组，称为能级组：第⼀能级组1s s轨道能容纳2个电⼦第⼆能级组2s,2p第三能级组3s,3p p轨道能容纳6个电⼦第四能级组4s,3d,4p第五能级组5s,4d,5p d轨道能容纳10电⼦第六能级组6s,4f,5d,6p第七能级组7s,5f,6d,7p f轨道能容纳14电⼦第⼋能级组8s,5g,6f,7d,8p第九能级组 9s,6g,7f,8d,9p g轨道能容纳18电⼦②主量⼦数n 相同，⾓量⼦数l越⼤能量越⾼，即发⽣“能级分裂”现象。
例如：E4s< E4p < E4d < E4f 。
③当主量⼦数 n和⾓量⼦数同时变动时，发⽣“能级交错”。
例如：E4s< E3d< E4p ， E6s< E4f< E5d< E6p 。
可以按徐光宪的近似公式n+0.7 l计算能级。
“能级交错”和“能级分裂”现象都是由于“屏蔽效应”和“钻穿效应”引起的。
2、屏蔽效应和钻穿效应⑴屏蔽效应：由于其它电⼦对某⼀电⼦的排斥作⽤⽽抵消了⼀部分核电荷，使有效核电荷降低，消弱了核电荷对该电⼦的吸引，这种作⽤称为屏蔽作⽤或屏蔽效应。
屏蔽效应使原⼦轨道能量升⾼。
⑵钻穿效应：外层电⼦钻到内部空间⽽靠近原⼦核的现象，通常称为钻穿作⽤。
由于电⼦的钻穿作⽤的不同⽽使它的能量发⽣变化的现象称为钻穿效应，钻穿效应使原⼦轨道能量降低。
促敦市安顿阳光实验学校第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径1.认识核外电子排布与元素周期表的关系，了解元素周期表中各区、周期、族的划分依据。
2.了解原子结构与原子半径周期性变化的联系。
核外电子排布与元素周期表1.核外电子排布与周期划分的本质联系(1)周期与能级组、原子轨道的对关系(2)规律①7个能级组对7个周期。
②周期序数＝□1________________。
③本周期所包含元素种数＝对能级组所含原子轨道数的2倍＝对能级组最多容纳的电子数。
2.核外电子排布与族的划分(1)划分依据：取决于原子的□2________和价电子排布。
(2)规律①主族元素②过渡元素③稀有气体→价电子排布：□9______(□10________除外)3．元素周期表的分区(1)根据核外电子排布根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区：s区、p区、d区、ds区和f区。
除ds区外，区的名称来自最后填入电子的能级的符号。
(2)根据元素金属性与非金属性4．金属元素与非金属元素在元素周期表中的位置(1)金属元素和非金属元素的线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线，非金属性较强的元素处于元素周期表的右上角位置，金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。
(2)处于d区、ds区和f区的元素是金属元素。
s区的元素除氢、氦外，也是金属元素。
自我校对：□1最外层电子所在轨道的主量子数□2价电子数目□3n s1～2□4n s2n p1～6周期序数对能级组原子轨道数最多容纳电子数价电子排布式元素种数ⅠA族0族1 1s 12 1s11s2 22 2s2p 4 8 2s12s22p683 3s3p4 8 3s13s23p684 4s3d4p 9 18 4s14s24p6185 5s4d5p 9 18 5s15s25p6186 6s4f5d6p 16 32 6s16s26p6327 7s5f6d7p 16 32 7s1－不完全□5价电子数□6(n－1)d1～10n s0～2□7价电子数□8n s电子数□9n s2n p6□10He 1．判断正误(1)元素周期表中每一周期主族元素最外层电子都是由1个逐渐增加到8个。
原子核外电子的排布教学目标知识技能：了解原子核外电子运动的特征和电子云的概念，明确微观粒子和宏观物体的运动有不同的规律；初步掌握原子核外电子排布规律，会画1～20号元素原子和离子结构示意图；会根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。
能力培养：培养学生的观察能力、分析能力和抽象思维的能力。
科学思想：通过微观粒子与宏观物体运动的分析，培养学生辩证思维的思想。
科学品质：对学生进行严格的科学态度教育。
科学方法：通过观察、学会分析，归纳，总结问题。
重点、难点电子云概念；原子核外电子排布的规律；1～20号元素原子和离子结构示意图；根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。
教学过程设计教师活动学生活动设计意图【引入】日常生活中，我们经常接触到一些运动着的物体，如：【软件演示】奔驰在公路上的汽车；飞行的炮弹；围绕地球作高速运转的人造卫星；遨游在浩瀚太空的宇宙飞船……它们的运动和原子核外电子这样的微观粒子的运动有什么区别呢？原子核外的电子到底是如何运动的？有什么特点？原子核外电子的排布有何规律？这是我们这节课要研究的主要内容。
观察软件演示的各个运动物体的动画画面，思考宏观物体的运动规律。
通过栩栩如生的动画画面，激发学生的求知欲，为新课的学习奠定情感的基础。
【板书】第二节原子核外电子的排布【设问】核外电子的运动和宏观物体的运动有什么不同？续表教师活动学生活动设计意图【板书】一、原子核外电子运动的特征【软件演示】宏观物体运动和核外电子运动的区别：1．宏观物体运动速度和核外电子运动速度相比可忽略不计。
在思考问题的过程中，通过观察软件演示的有关核外电子和宏观物体相对比的数据，比较宏观物体和核外电子运动的不同。
观察、分析表中数领悟培养学生的观察能力、分析问题和归纳总结的能力，明确微观粒子和宏观物体的不同之处，培养辩证思维的思想。
运动物体运动速度（km/s）汽车炮弹人造卫星宇宙飞船氢原子核外电子(约为光速的1％)2．核外电子运动范围和宏观物体的运动范围相比可忽略不计。
一、教学目标1. 让学生了解原子的基本结构，知道原子核外电子的存在。
2. 使学生掌握核外电子的排布规律，能运用所学知识解释一些简单的化学现象。
3. 培养学生运用科学的方法观察、思考问题的能力。
二、教学内容1. 原子的基本结构2. 核外电子的排布规律3. 核外电子排布的意义三、教学重点与难点1. 教学重点：核外电子的排布规律，核外电子排布的意义。
2. 教学难点：核外电子排布规律的推导和应用。
四、教学方法采用问题驱动法、案例分析法和小组合作法，引导学生主动探究核外电子的排布规律，培养学生的实践能力和团队合作精神。
五、教学过程1. 导入：通过展示原子结构模型，引导学生思考原子内部结构及核外电子的存在。
2. 新课导入：介绍原子的基本结构，讲解核外电子的排布规律。
3. 案例分析：分析一些简单的化学现象，让学生运用所学知识解释。
4. 课堂讨论：分组讨论核外电子排布的意义及在实际应用中的例子。
5. 总结与反思：回顾本节课所学内容，巩固核外电子排布的规律及应用。
6. 作业布置：布置一些有关核外电子排布的练习题，巩固所学知识。
教案设计要根据学生的实际情况和教学目标进行调整，确保教学过程的顺利进行。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对核外电子排布规律的理解程度。
2. 练习题：布置针对性的练习题，检验学生对核外电子排布的掌握情况。
3. 小组讨论：评估学生在团队合作中的表现，了解他们运用所学知识解决实际问题的能力。
七、教学资源1. 原子结构模型：用于展示原子内部结构，帮助学生直观地理解核外电子的存在。
2. PPT课件：展示核外电子排布规律及应用实例，方便学生理解和记忆。
3. 练习题及答案：用于巩固所学知识，及时发现并纠正学生的错误。
八、教学进度安排1. 第一课时：介绍原子的基本结构，讲解核外电子的排布规律。
2. 第二课时：分析化学现象，运用核外电子排布规律进行解释。
3. 第三课时：讨论核外电子排布的意义及在实际应用中的例子。
第二节⎪⎪元素周期律第一课时原子核外电子的排布[课标要求]1．了解原子核外电子能量高低与分层排布的关系。
2．了解核外电子分层排布的规律。
1．原子核外电子排布规律：(1)各层最多容纳的电子数目为2n2个(n为电子层序数)。
(2)最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时，不超过2个)，次外层电子数目不超过18个。
(3)核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层里，即按K、L、M、N…依次排列。
2．常见10电子粒子：(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。
(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4、H3O＋。
(3)阴离子：O2－、F－、OH－。
原子核外电子的排布1．电子的能量(1)在多电子原子中，电子的能量不同。
(2)电子能量与运动区域。
电子能量较低→运动区域离核较近。
电子能量较高→运动区域离核较远。
2．电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域运动，把不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层(也称作洋葱式结构)。
(2)电子层的表示方法及与能量的关系。
n 1 2 3 4 5 6 7 表示方法字母K L M N O P Q离核远近由近到远能量高低由低到高3.电子的分层排布电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即原子核外电子排布时，先排K层，充满后再填充L层。
[特别提醒]原子最外电子层排满8个电子时为稳定结构，但只有一个电子层时，排满2个电子时为稳定结构，如Li＋为2电子稳定结构。
1．核外电子是分层排布的，共划分为几层？按能量由低到高、离核由近及远的排列顺序是什么？其中M层和N层哪一层能量更高？提示：7；K、L、M、N、O、P、Q；N层能量高于M层。
2．M电子层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？提示：若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这和电子排布规律中“最外层电子数不超过8个”相矛盾，不符合电子排布规律。
第2节核外电子排布的初步知识
（2课时）
一.知识教学点
1.核外电子是分层排布的。
2.原子结构示意图的含义，结构与性质之间的关系。
3.对离子化合物和共价化合物的形成有一个大致的印象。
二.重、难点
1.重点：原子的核外电于是分层排布的，元素的化学性质与它的结构紧密相连。
2.难点：对核外电子分层运动的表象的形成。
三.教学步骤
(一)明确目标
1.了解核外电子是分层排布的。
2.了解原子结构示意图的含义，进一步了解结构与性质的关系。
3.对离子化合物和共价化合物的形成有一个大致的印象。
(二)整体感知
学习核外电子排布的初步知识是在学过原子构成、核电荷数、质子数、核外电子数及其相互关系的基础上进行的。
其目的在于通过1—18号元素的原子结构示意图，了解核外电子排布的情况，进一步了解元素的性质与结构的关系，并使学生初步了解离子化合物与共价化合物的形成。
但是，应当注意这部分教学对学生来说既难以理解又难以掌握。
因此，本节内容在讲解时不宜加深也不宜拓展，只要学生达到了解的水平即可。
(三)教学过程
[复习提问]：在前面我们学习了原子的结构，那么：
1.原子是怎样构成的？
2.原子核是由哪些微粒构成的？
3.原子的核电荷数，核内质子数与核外电子数有何关系？
[讲解]：虽然我们对原子的结构有所了解，但是我们对核外电子的运动却一无所知。
今天，我们就来了解一下核外电子的运动情况。
[板书]：一.核外电子的排布
[讲述]：对于核外只有一个电子的氢原子来说，核外电子的运动比较简单。
对于核外电子数多于一个的原子，它的电子是怎样运动的呢？
[学生活动]：阅读课本第51页第一段内容。
[提问]：核外电子多于一个的原于其电子是如何运动的？
[总结板书]：(1)在多电子原子里，由于电子的能量不同，电子在不同电子层上运动。
(2)能量低的电子在高核近的区域运动；能量高的电子在高核远的区域运动。
(3)离核最近的电子层叫第—层；离核最远的电子层叫第七层。
核电子的分层运动又叫核外电子的分层排布。
[讲解]：根据以上三点内容我们可以总结出：
[板书]：电子层数：一二三四五六七
高核距离：近——————————→远
能量：低——————————→高
[讲述]：为了能够表示核外电子的排布，我们用原子结构示意图来表示。
[板书]：二.原子结构示意图
[教师活动]：讲解原子结构示意图的含义。
以钠的原子结构示意图为例：
[板书]：1.圆圈及里面的正数表示原于核及核内质子数；
2.弧线表示电子层数；
3.弧线上的数字表示每个电子层上容纳的电子数。
注意：a.每个电子层上最多容纳的电子数为2n2个；
b.电于先填充能量较低的电子层，然后填充能量较高的电子层。
[提问]：那么元素的分类，化学性质与核外电子数有何关系呢？
[板书]：三.元素的分类、化学性质与核外电子数的关系
[提问]：前面我们已经学习过元素的种类是由原子的核内质子数决定的，那么元素的化学性质是由什么决定的呢？
[板书]：元素的种类是由原子的核内质子数决定的。
元素的化学性质是由原子核外最外层电子数决定的。
1.稀有气体元素：最外层电子数为8个（He为2个），化学性质稳定，这种结
构称为稳定结构；
2.金属元素：最外层电子数少于4个，易失去电子，化学性质活泼；
3.非金属元素：最外层电于都大于或等于4个，易得到电子，化学性质活泼。
结论：结构决定性质。
[讲解]：由于金属元素的原子最外层易失去电子，非金属元素的原子最外层易得到电子，形成稳定结构，这样，原来的原子中的核电荷数与核外电子数就不相等而使原子带电，这样带电的原子就叫做离子。
[板书]：四.离子：带电的原子(或原子团)叫做离子。
阳离子：带正电荷的原子(或原子团)叫做阳离子；
阴离于：带负电荷的原于(或原于团)叫做阴离于。
[讲解]：离子形成的过程。
[提问]：原子我们可以用元素符号来表示，那离子我们应该怎么样来表示呢？
[板书]：1.离子符号：
阳离子：Na+、Mg2+、Al3+(NH4+)
阴离子：Cl-、O2-、S2-(SO42-、CO32-、OH-)。
[提问]：下面同学们思考一下离子与原子的有何区别？如何相互转化？
原子阳离子阴离子
结构质子数＝核电荷数质子数＞核电荷数质子数＜核电荷数
电性不带电带正电带负电
表示法Na Mg2+Cl-
相互
转化
物？如何形成的？
[教师活动]：讲解离子化合物氯化钠的形成过程。
[总结板书]：五.离子化合物
1.定义：由阴阳离于相互作用而形成的化合物叫做离子化合物。
2.离子化合物中，阴阳离子所带正负电荷总数相等，化合物本身不显电性。
[提问]：在前面学习氢气的实验室制法时，我们曾经用到盐酸，它是氯化氢的水溶液。
而氯化氢是氢气和氯气在点燃条件下生成的。
那么，氯化氢分子是如何形成的？
[学生活动]：阅读课本第61页有关内容。
[教师活动]：讲解共价化合物的形成过程。
[总结板书]：六.共价化合物
1.共用电子对：P61
2.共价化合物：以共用电子对形成分子的化合物。
3.共价化合物的形成：
[小结]：①形成物质的微粒有：分子，原子和离子。
②由原子构成的物质：金属和稀有气体。
③由分子构成的物质：双原子分子单质，共价化合物。
④由离子构成的物质：离子化合物。
(四)总结、扩展
本节所学内容要求同学能够识别1-18号元素的原子结构示意图，了解原子结构示意
图的含义，掌握离子的概念，能够区别离子和原子，知道离子化合物和共价化合物的形成过程和原理。
通过学习我们还应该学会从微观想象中锻炼自己分析推断的思维方法。
四.布置作业。
