第二課時 構(gòu)造原理與電子排布式
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理
2.能寫出1-36號元素基態(tài)原子的電子排布式，進(jìn)一步增強證據(jù)推理意識
【學(xué)習(xí)重點】前四周期基態(tài)原子電子排布式、簡化電子排布式、價層電子排布式的書寫
【學(xué)習(xí)難點】對構(gòu)造原理的理解
【課前預(yù)習(xí)】
舊知回顧：
1、能級的個數(shù) = 所在能層的能層序數(shù)
2、能級的字母代號是 s、p、d、f ，字母前的數(shù)字代表 能層序數(shù) ，每個能級最多容納的電子數(shù)分別為s-2，p-6，d-10，f-14 。
3、英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù) 相同 。（填“相同”或“不同”）
4、每一能層最多容納的電子數(shù)為 2n2 。
5、練習(xí)書寫前20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖
新知預(yù)習(xí)：
1、構(gòu)造原理的內(nèi)容：以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構(gòu)造原理
2、構(gòu)造原理示意圖中，從1s至5s電子的排布順序： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s
3、能級交錯的內(nèi)容: 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能層后再開始填入下一個能層的。這種現(xiàn)象被稱為能級交錯
4、閱讀教材P9表1-1，仔細(xì)觀察一些元素基態(tài)原子電子排布式的書寫方式
5、嘗試書寫鐵、錳的原子結(jié)構(gòu)示意圖
Fe： Mn：
【課中探究】
情景導(dǎo)入：通過剛才的視頻，我們回顧了以前學(xué)過的電子的運動狀態(tài)和前三周期的原子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫，那么第四周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖該如何書寫，原子核外的電子排布還有哪些其他的表達(dá)方式，今天我們就來研究這方面的問題。
一、構(gòu)造原理
任務(wù)一、認(rèn)識構(gòu)造原理
【學(xué)生活動】閱讀教材P8第二自然段，了解構(gòu)造原理，回答下列問題：
1、構(gòu)造原理的內(nèi)容？ 以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構(gòu)造原理
2、構(gòu)造原理示意圖中：小圓圈表示一個 能級 ，每一行對應(yīng)一個 能層 ，箭頭引導(dǎo)的曲線顯示 遞增電子填入能級的順序
3、根據(jù)構(gòu)造原理示意圖，找出電子排布的順序？
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p
任務(wù)二、探究電子的填充順序
【學(xué)生活動】小組合作討論，仔細(xì)觀察構(gòu)造原理示意圖，回答以下問題：
1、從能層的角度看，電子的填充順序規(guī)律是怎樣的？
電子先填滿一個能層，再繼續(xù)填下一個能層；填充時，從第一能層開始，依次填入
2、從能級的角度看，電子的填充順序規(guī)律是怎樣的？
電子先填滿一個能級，再繼續(xù)填下一個能級；填充時，從s能層開始，依次填入p、d、f能級
3、電子填充的順序，有沒有特殊情況出現(xiàn)？
電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層，例如從第三層開始，填充完3p之后，先填充的
是第四層的s能級
任務(wù)三、探究能級交錯的現(xiàn)象
【學(xué)生活動】閱讀教材P10第二、三自然段，回答以下問題：
1、能級交錯的內(nèi)容？
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能層后再開始填入下一個能層的。這種現(xiàn)象被稱為能級交錯
2、構(gòu)造原理呈現(xiàn)的能級交錯源于 光譜學(xué) 事實，是 經(jīng)驗 的，而不是任何理論推導(dǎo)的結(jié)果。構(gòu)造原理是一個 思維模型 ，是個假想過程。
3、Cr和Cu最后兩個能級的電子排布是什么？ Cr :3d54s1 Cu :3d104s1
活動一、舉一反三，通過教師講授一個表達(dá)式，學(xué)生能夠自己說出3s1、 2p3 、 4p5、 3d10、 4f12這5個表達(dá)式的涵義
3s1：表示第三能層，s能級上，填充1個電子
2p3：表示第二能層，p能級上，填充3個電子
4p5：表示第四能層，p能級上，填充5個電子
3d10：表示第三能層，d能級上，填充10個電子
4f12：表示第四能層，f能級上，填充12個電子
活動二、各小組討論剩余元素基態(tài)原子電子排布式的書寫，到黑板補充
8O：1s22s22p4
13Al：1s22s22p63s23p1
16S：1s22s22p63s23p4
17Cl：1s22s22p63s23p5
26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
31Ga：1s22s22p63s23p63d104s24p1
35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5
29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
活動三、閱讀教材P11思考與討論第一題，小組合作討論，回答其中的問題
【思考與討論】按照構(gòu)造原理寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡、的基態(tài)原子的最外層電子排布；除氦外它們的通式是什么？
He：1s2 Ne：2s22p6 Ar：3s23p6
Kr：4s24p6 Xe：5s25p6 Rn：6s26p6
Og：7s27p6 通式：ns2np6
任務(wù)四、利用電子排布式書寫鈦、錳、鐵、鋅、鉻、銅、鍺、砷、氪的原子結(jié)構(gòu)示意圖
【學(xué)生活動】書寫鈦、錳、鐵、鋅、鉻、銅、鍺、砷、氪的原子結(jié)構(gòu)示意圖。分組討論，完成填空，到黑板前展示填寫結(jié)果，大家共同探討
22Ti: 25Mn： 26Fe：
30Zn： 24Cr： 29Cu：
32Ge： 33As: 36Kr：
任務(wù)五、探究簡化的電子排布式
【學(xué)生活動】閱讀教材P11思考與討論第二題，回答其中的問題
【思考與討論】電子排布式可以簡化，如鈉的電子排布式可以簡化為[Ne]3s1。
試問：上式方括號里的符號的意義是什么？
內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分
請仿照鈉原子的簡化的電子排布式，寫出第8號元素氧、第14號元素硅和第29號元素銅的簡化電子排布式？
8O: [He]2s22p4 14Si: [Ne]3s23p2 29Cu: [Ar]3d104s1
任務(wù)六、探究價層電子排布式的相關(guān)內(nèi)容
【學(xué)生活動】閱讀教材P11思考與討論第三題，小組討論，回答下列問題
1、價電子層的定義：
為突出化合價與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級稱為價電子層(簡稱價層)。
2、請從書末的元素周期表中找出Na、Al、Cl、Mn、Br的價層電子排布。
11Na: 3s1 13Al: 3s23p1 17Cl: 3s23p5 25Mn: 3d54s2 35Br: 4s24p5
3、查看書末元素周期表中前四周期元素的價層電子排布，總結(jié)不同族中，價層電子的排布規(guī)律，并寫出通式。
①對于主族元素和零族元素來說，價電子就是最外層電子
表示方法：IA、IIA： nsx
IIIA-0族：nsxnpy
②對于副族和第VIII族元素來說，價電子除最外層電子外，還包括次外層電子
表示方法： 3dx4sy
【練習(xí)】寫出下列原子的價層電子排布式：19K、12Mg、14Si、8O、18Ar、23V、27C、30Zn、29Cu
19K: 4s1 12Mg: 3s2 14Si: 3s23p2 8O: 2s22p4 18Ar: 3s23p6 23V: 3d34s2
27C: 3d74s2 30Zn: 3d104s2 29Cu: 3d104s1
【對應(yīng)訓(xùn)練1】構(gòu)造原理揭示的電子排布能級順序，實質(zhì)是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量，以下各式中正確的是（ ）
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)E(3d)
【答案】B
【解析】根據(jù)構(gòu)造原理，各能級填充的電子的能量由小到大的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s…,A項和D項正確順序為E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);對于不同能層的相同能級，能層序數(shù)越大，能量越高，C項錯，其正確順序為E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s);E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)符合構(gòu)造原理，B項正確。答案選B。
【對應(yīng)訓(xùn)練2】下列說法正確的是（ ）
A.鉀(K)原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
B.H2O的電子式為：
C.Mg的電子排布式為1s22s22p63s23p1
D.Ca2+的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2
【答案】B
【解析】19號元素鉀(K)原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為, A項錯誤；H2O為共價化合物，B項正確；12號元素Mg的電子排布式為1s22s22p63s2,C項錯誤；Ca2+的電子排布式為1s22s22p63s23p6,D項錯誤。答案選B。
【對應(yīng)訓(xùn)練3】以下電子排布式是基態(tài)原子的電子排布式的是（ ）
①1s12s1 ②1s22s12p1 ③1s22s22p63s2 ④1s22s22p63s23p1
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
【答案】D
【解析】基態(tài)原子排布式的特點是，按照構(gòu)造原理，依次排布。 ①應(yīng)先排滿1s能級再排2s能級，顯然不符合基態(tài)原子的排布要求；②應(yīng)先排滿2s能級再排2p能級，也不符合基態(tài)原子的排布要求。答案選D。
【對應(yīng)訓(xùn)練4】在下列所示的粒子中，氧化性最強的是（ ）
A. 1s22s22p2 B. 1s22s22p5 C. 1s22s22p63s1 D .1s22s22p6
【答案】B
【解析】4種粒子分別為C、F、Na、Ne,氧化性最強的是氟原子。答案選B。
【對應(yīng)訓(xùn)練5】某元素正二價離子的最外層電子排布為3d9,則該元素的原子序數(shù)為（ ）
A.29 B.30 C.31 D.32
【答案】A
【解析】某元素正二價離子的最外層電子排布為3d9,則其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,核外共有29個電子，原子序數(shù)為29。答案選A。
【對應(yīng)訓(xùn)練6】回答下列問題。
(1)①C基態(tài)原子核外電子排布式為
②Zn2+基態(tài)核外電子排布式為
③Cr3+基態(tài)核外電子排布式為
④N的基態(tài)原子核外電子排布式為 ；Cu的基態(tài)原子最外層有 個電子。
⑤Si元素基態(tài)原子的電子排布式是
(2)比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低(填“>”或“ ④4s,②中4p

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高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修2

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