資源簡介

作業練習
課程基本信息
學科 高中化學 年級 高二 學期 春季
課題 1.1原子結構——原子核外電子的排布規則
教科書 書 名：化學選擇性必修2
學生信息
姓名 學校 班級 學號
作業練習
1.下列表達式錯誤的是 (　　) A．甲烷的電子式： B．氮原子的L層電子的電子排布圖： C．硫離子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p4 D．碳－12原子：C 2.下列微粒中，未成對電子數最多的是(　　) A．C：1s22s22p2 B．S：1s22s22p63s23p4 C．Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 D．Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 3．下列離子中外層d軌道達半充滿狀態的是 ( 　) A．Cr3＋ B．Fe3＋ C．Co3＋ D．Cu＋ 4.下列軌道表示式所表示的元素原子中,能量處于最低狀態的是(　　) 5.以下是一些同學書寫的某些原子的2p能級或3d能級中電子排布的情況,試判斷,　　　　(填字母,下同)違反了泡利原理,　 　　　違反了洪特規則。 6.下列對電子排布式或軌道表示式書寫的評價正確的是(　　) 選項電子排布式或軌道表示式評價AN原子的軌道表示式: 錯誤;違反洪特規則BO原子的軌道表示式: 錯誤;違反泡利原理CK原子的軌道表示式: 1s22s22p63s23p63d1錯誤;違反能量最低原理DBr-的電子排布式: [Ar]3d104s24p6錯誤;違反能量最低原理
7.下列是第二周期部分元素基態原子的軌道表示式,據此判斷下列說法錯誤的是(　　) A.每個原子軌道里最多只能容納2個電子 B.電子排在同一能級時,總是優先單獨占據一個軌道 C.每個能層所具有的能級數等于能層序數(n) D.若原子軌道里有2個電子,則其自旋相反 8.A、B、C、D、E代表1～36號元素中的五種元素，原子序數依次增大。請填空： (1)A元素基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其電子排布圖為 。 (2)B元素的負一價離子的電子層結構與氬相同，B元素的離子的結構示意圖為 。 (3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿，C的元素符號為 ，其基態原子的電子排布式為 。 (4)D元素基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，D的元素符號為 ，在周期表的位置為 。 (5)E元素基態原子中沒有未成對電子，E的基態原子的N層上的電子排布式為 。 【參考答案】 C 2.C 3.B 4.C 5.AD;BC 6.C 7.D 8.(1) (2) (3)Fe，1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (4)Cu，第4周期ⅠB族 (5)4s2(或4s24p6)教學設計
課程基本信息
學科 高中化學 年級 高二 學期 春季
課題 1.1原子結構——原子核外電子的排布規則
教科書 書 名：化學選擇性必修2
教學目標
1. 通過閱讀歸納、拓展探究，掌握核外電子排布需要遵循的泡利原理、洪特規則和能量最低原理，發展證據推理與模型認知的核心素養。 2. 通過閱讀思考、模仿書寫、思考討論，認識電子排布圖，并能正確書寫原子、簡單離子的電子排布圖和價電子排布圖。
教學內容
教學重點： 1.掌握泡利原理、洪特規則和能量最低原理。 2.掌握1～36號元素的原子核外電子排布圖。 教學難點： 1.能量最低原理的理解和應用。 2.1～36號元素的原子核外電子排布圖。
教學過程
【導入】前面我們學習了能級 ns、np、nd、nf分別能容納2、6、10、14個電子，對應的原子軌道數分別為1、3、5、7，每個原子軌道中最多只能容納2個電子。這2個電子容納在同一原子軌道，也就意味著它們的空間運動狀態相同。 【問題1】為什么一個軌道允許容納2個電子？那么這兩個電子的運動狀態有什么差異呢？ 【實驗描述】鈉原子光譜實驗、斯特恩-蓋拉赫實驗 任務一：了解電子自旋 提出猜想 ：軌道中的單電子可能存在兩種不同的運動狀態。 1925，烏倫貝克和哥德斯密提出：電子除了空間運動狀態外，還存在一種運動狀態叫自旋。自旋是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質量一樣的內在屬性。 請注意兩點：1.“電子自旋”并非真像地球繞軸自轉一樣，它只是代表電子的兩種不同狀態。2.電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭(↑↓)表示自旋相反的電子。 任務二：掌握原子核外電子排布規則 泡利原理：在一個原子軌道最多只能容納2個電子，且自旋相反。這個原理又稱泡利不相容原理。 因此，同一原子中沒有運動狀態完全相同的電子，自旋也是決定電子運動狀態的因素之一。 注意：若同一軌道中出現第3個電子，則必然出現2個自旋取向相同的電子，因此同一軌道最多容納2個電子，且自旋相反。 【學生討論】為更形象地表示核外電子在軌道中的排布，常用軌道表示式（又稱電子排布圖）來表述原子核外電子排布情況。以鋁原子為例，電子排布圖中各符號、數字的意義為： 【教師補充講解】 【思考討論】1.以元素周期表和原子結構示意圖為基礎，小組討論并書寫相應元素的電子排布式和軌道表示式。 元素符號軌道表示式推測依據推測過程中遇到的問題電子排布式HHeCN
【講解】H原子只有1個電子，軌道表示式 ；He原子有2個電子，根據泡利原理，軌道表示式 。但是C、N軌道表示式中3p軌道均有3種可能，那么到底那種排布是正確的呢？ 【問題2】核外電子應如何填入簡并軌道（能量相同的原子軌道）？ 洪特規則：基態原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。 【學生回答】C原子電子排布的軌道表示式為 ，N原子電子排布的軌道表示式為 。 【教師講解】歸根結底，原子核外電子排布的最終目標是使整個原子的能量最低。因此，科學家提出“在構建基態原子中，電子將盡可能地占據能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低”，整個規則成為能量最低原理。 強調3個要點：1.能量越低越穩定，這是自然界的一個普遍規律。2.能量最低原理強調的是電子排布要使“整個原子的能量最低”。構造原理中存在能級交錯，如電子按照3p→4s→3d的順序填充，但是不能認為3d軌道的能量一定大于4s軌道，只是電子按照這樣的順序填充后，能使整個原子的能量最低。3.這是電子排布的根本原則，無論何種電子排布規則，都是為了整個原子的能量最低。 任務三： 運用原子核外電子排布規則 【即時訓練】 1.根據核外電子排布規律，書寫11到18號基態原子的電子排布圖。（PPT投影習題） 2.書寫基態Fe的核外電子排布式和軌道表示式。 【學生書寫后教師講評】 【思考討論】 為什么基態Fe的電子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,而不是1s22s22p63s23p63d8？ 3.書寫21~30元素（強調熟知、記憶）的基態原子階層電子軌道表示式。 信息提示：洪特通過分析光譜實驗的結果指出，能量相同的原子軌道在全充滿（如d10）、半充滿（如d5）和全空（如d0）狀態時，體系的能量最低。（洪特規則特例） 【教師重點分析】24Cr的價電子排布式為3d54s1(3d、4s能級均為半充滿)，易錯寫為3d44s2；29Cu的價電子排布式為3d104s1(3d全充滿、4s半充滿)，易錯寫為3d94s2。 【思考討論】 1.為什么基態氦原子的電子排布是1s2而不是1s12s1 2.為什么基態氮原子的軌道表示式是 ， 而不是 ？ 3.為什么基態K和Ca的價電子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2？ 【教師講解】 【課堂反饋】 PPT投影 【課堂小結】 【下節提示】 1.利用原子的核外電子排布，解釋元素周期表的基本結構。 2.利用原子的核外電子排布，深入認識元素周期表。

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