5A《原子核外电子的排布》教学案ns〈（n-2）f〈（n-1）d〈np （能级父错现象）【学习目标】1. 认识原子核外电子排布的轨道能量顺序图；2. 学会用电子排布式、轨道表示式表示原子结构；3. 运用能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36 号元素原子核外电子排布式 和轨道表示式学习重、难点】 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 【学习方法】自学讨论法、探究总结法【课时安排】2 课时【教学过程】一、鲍林近似能级图 多电子原子中各原子轨道能量的高低顺序如下规律：1. 相同电子层上原子轨道能量的高低：ns〈nP〈nd〈nf2. 形状相同的原子轨道能量的高低：1s〈2s〈3s〈4s……3. 电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如：2p、2p、2p轨道能量相等x y z*4.各原子轨道能量高低的顺序用鲍林近似能级图总结如下：指出：大多数原子的核外电子在轨道中填充顺序与能 级图相符合，但有个别过渡元素例外（如： Cr、 Cu）［拓宽介绍］电子核外运动状态的三个参数：a、主量子数n （主量子数n相同的电子位于同一个电子层，n主要决定着电子的能级） 主量子数n 1、2、3、4、5、6… 电子层符号 K、 L 、 M、 N 、 O 、 P …b、 角量子数l （角量子数l确定原子轨道的形状，并和主量子数n —起决定电子的能级）角量子数l 0、1、2、3、4… 相应原子轨道 s、p、d、f、g…c、 磁量子数（磁量子数m决定原子轨道在空间的取向）磁量子数m = 0， ±1， ±2…我国化学家徐光宪总结归纳出能级的相对高低与主量子数 n 和角量子数 l 的关系为n+0.7l,（参见下表）原子轨道n+0.7l能级组组内电子状态数1s1.0I22s2.0II82p2.73s3.0III83p3.74s4.03d4.4W184p4.75s5.04d5.4V185p5.76s6.04f6.1325d6.46p6.77s7.05f7.1未完6d7.4规律：「（n+0.7l）愈大则能级愈高（n+0.7l）第一位数字相同的，能量相近，合并为同一能级组 -能级组的划分是导致周期表中化学元素划分为周期的原因［过渡］描述原子核外电子运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。
二、原子核外电子排布所遵循的原理1．能量最低原理（原子轨道能量高低顺序见上）2．泡利不相容原理指出：同一原子中，不可能有两个电子处于完全相同的状态3．洪特规则指出：在等价轨道上的电子排布全充满和全空状态具有较低的能量和较大的稳定性，半充 满状态也具有相对较低的能量和相对较大的稳定性即：作为洪特规则的特例，全空（s0,p0, d0, f0）、全满（s2,p6，di0,仕）、半满（si,p3，d5， f7）时较稳定例如：铬原子的电子排布式是Is22s22p63s23p63d54si,而不是S22s22p63s23p63d44s2三、原子核外电子排布的表达方式1. 原子结构示意图：女口 Na 2. 电子排布式：如Na 1s22s22p63s1 （式中右上角的数字表示该轨道中电子的数目）“原子实”法：将内层电子已达稀有气体的部分写成“原子实”，例如钠的电子排布式又 可表示为[Ne]3si指出：化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子实”不受影响所以描述原子核外 电子排布时，也可以省去“原子实”仅写出外围电子排布式（对于主族元素的原子，外围 电子又称价电子），又称为特征电子构型例如钠原子的特征电子构型为 3s1 。
3.轨道表示式：试一试：分别写出下列几种原子的原子结构示意图、电子排布式和轨道表示式原子结构示意图 电子排布式 （特征电子构型） 轨道表示式O2-MgCaHeNeAr讨论问题一：24 号铬元素、 29 号铜元素的核外电子排布式讨论问题二：为什么每周期元素的原子最外层电子数最多不超过8 个，次外层电子数最多不超过18个，而不都是各个电子层电子最大容纳数2n2个？四、基态、激发态、光谱1．基态：最低能量状态通常情况下，原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最 低的状态，处于最低能量状态的原子称为基态原子2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至能 量较高的轨道成为激发态原子3. 光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收（基态一激发态）或放出（激发态一基 态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）利用光谱分析可以发 现新元素或利用特征谱线鉴定元素历史上许多元素就是通过原子光谱发现的，如稀有气体氦就是1868 年分析太阳光谱时发 现的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，能量主要以光的形式释放，我们 日常生活中看到的霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
4. 光的颜色与波长颜色紫兰青绿黄橙红波长(nm)400-430430-470470-500500-560560-590590-630630-760教后记】教学反思学习反思【巩固练习】1． 写出 1—36 号元素的电子排布式2．具有下列电子排布式的原子中半径最大的是 （ ）A．1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p3 C．1s22s22p5 D．1s22s22p63s23p43．下面是四种元素原子基态的电子排布式，其中化合价最高的是 （ ）A．1s22s22p3 B．1s22s22p63s23p63d34s2C．1s22s22p63s23p6 D．1s22s22p54．根据下列原子基态时的最外层电子排布，不能确定该元素在元素周期表中位置的是A．1s2 B．3s23p1 C．2s22p6 D．ns2np3 （ ）5•外围电子构型为3di04si的元素在周期表中应位于 （ ）A.第四周期IB族 B.第五周期IIB族C.第四周期WB族 D.第五周期IIIB族6.下列五种元素的原子电子排布式，其中表示惰性元素的是A．1s22s22p63s23p63d54s2B．1s22s22p63s2C．1s22s22p67.下列各原子的电子排布式正确的是D．1s22s2A．Be：1s22s12p1B．C：1s22s22p2C. He：1s12s1 D. Cl：1s22s22p63s23p58. 电子排布在同一类型轨道时，总是 优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同 优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反 自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同 自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反A．BC D．9. 下列说法正确的是钾(K)原子基态的原子结构示意图为呵罕H2O电子式为厂A．B．Mg原子的价电子构型为3piC.10. 下列表达方式错误的是D. Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6 (A.甲烷的电子式B.氟化钠的电子式:F：12C.硫离子的核外电子排布式Is22s22p63s23p4 D.碳一12原子6C11. 下面最符合泡利不相容原理的说法是A. 核外电子的运动状态必须从四个方面进行描述B. 在同一个原子中，不存在运动状态完全相同的电子C. 充满一个电子层需要8个电子D. 电子必须沿着椭圆轨道运动12. 下列轨道表示式能表示氮原子的最低 .能量状态的是A. 1S 2S2PB. 1S 2S2Pon onC. 1S 2S 2P13. 人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个电子，称为“电子对” 同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。
以下有关主族元素原子的“未成 对电子”的说法，错误的是 ( )A.核外电子数为奇数的原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”D. 1S 2S2P将在B. 核外电子数为偶数的原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”C. 核外电子数为偶数的原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”D. 核外电子数为奇数的原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”14. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是 （ ）A．K+：1S22S22P63S23P6 B．F：1S22S22P5C．S2-：1S22S22P63S23P4 D．Ar：1S22S22P63S23P615. 第四周期元素原子中未成对电子数最多可达 （ ）A． 4个 B． 5个 C． 6个 D． 7 个16. 下列元素中，外围电子排布不正确的是 （ ）A．20Ca：4s2 B．24Cr：3d44s2 C．18Ar：3s23d6 D．28Ni：3d84s217. 若某原子的外围电子排布为4d】5s2，则下列说法正确的是 （ ）A. 该元素基态原子中共有3个电子 B.该元素原子核外有5个电子层C.该元素原子最外层共有3个电子 D.该元素原子M层共有8个电子18. 下列离子中外层d轨道达半充满状态的是A．Cr3+ B．Fe3+ C．Co3+ D．Cu+19. ．以下电子排布式表示基态原子电子排布的是 （ ）A．1s22s22p63s13p3 B．1s22s22p63s23p63d104s1 4p1C. 1s22s22p63s23p63d24s120. A原子的结构示意图为A. 18、 6、 4D．1s22s22p63s23p63d104s2 4p1。
则X、Y及该原子3p轨道上的电子数分别为（B. 20、8、6C. 18、 8、 6 D. 15~20、 3~8、 1~621..当镁原子由1s22s22p63s2 f 1s22s22p63p2时，以下认识正确的是 （ ）A. 镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B. 镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C. 转化后位于p轨道上的两个电子处于同一轨道，且自旋方向相同D. 转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似22. 基态原子的4s轨道中只有1个电子的元素共有 （ ）A. 1 种 B. 2 种 C. 3 种 D. 8 种23. 下列说法正确的是 （ ）A. 自然界中的所有原子都处于基态B. 同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C. 无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D. 激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性24. 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25. 当碳原子的核外电子排布由ls22s22p2转变为ls22si2p3时，下列说法正确的（ ）A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态C.碳原子要从外界环境中吸收能量 D.碳原子要向外界环境释放能量26. 科学研究证明：核外电子的。