第2课时 原子核外电子的排布
[核心素养发展目标] 1.从微观层面理解原子的组成及结构,了解核外电子的排布规则,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式,发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
一、核外电子的排布原理 1.能量最低原理 (1)能量最低原理
原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态。
(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序:
随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序:
①电子所排的轨道顺序:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……,这是从实验得到的规律,适用于大多数基态原子的核外电子排布。
②由上图可知,各轨道的能量高低顺序,可由下列公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d (1)内容:每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 (2)根据泡利不相容原理,可以获得以下几个重要结论: ①每一种运动状态的电子只能有一个。 ②由于每一个原子轨道包括两种运动状态,所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。 ③因为s,p,d,f轨道的原子轨道数分别为1,3,5,7个,所以s,p,d,f各原子轨道分别最多能容纳2,6,10,14个电子。 3.洪特规则 (1)内容:原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。这就是洪特规则。 (2)特例:能量相同的原子轨道在全充满(如p和d)、半充满(如p和d)和全空(如p和d)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。这称为洪特规则特例。 6 10 3 5 0 0 例 1 各式中正确的是( ) A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C.E(4s) 若以E(nl)表示某原子轨道的能量,以下 解析 原子核外电子排布的轨道能量顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p……可选出答案。