1.1.2构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 学案（含答案）

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1、第第 2 2 课时课时 构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道电子云与原子轨道 核心素养发展目标 1.结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型， 并根据思维模型 熟练书写 136 号元素的电子排布式。2.通过原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外 电子运动状态的描述方法。 一一、构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式 1构造原理 (1)含义 以光谱学事实为基础， 从氢开始， 随核电荷数递增， 新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 (2)示意图 2电子排布式 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。 如氮原子的电子排布式为 应用

2、体验 (1)根据构造原理，试比较下列能级的能量高低(填“”或“”)。 4s_3d；6s_4f_5d。 答案 (2)根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式 2He：_； 8O：_； 10Ne： _； 14Si：_； 18Ar： _； 19K：_； 21Sc：_； 26Fe：_。 答案 1s2 1s22s22p4 1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d64s2 从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现

3、象。 即：随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按 3p4s3d 的顺序而不是按 3p3d4s 的顺序填充的，这种现象称为能级交错。一般规律 为 ns(n2)f(n1)dnp，在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序写。 3简化电子排布式 电子排布式可以简化，如 Na 的电子排布式可简化为Ne3s1，其中Ne表示_ _。 试写出上题 1 中的简化电子排布式 _；_；_；_；_。 答案 Na 的内层电子排布与稀有气体元素 Ne 的核外电子排布相同 He2s22p4 Ne3s23p2 Ar4s1 Ar3d14s2 Ar3d64s2 应用体验 根据构造原理试写出

4、下列基态原子的电子排布式和简化电子排布式 24Cr：_，_。 29Cu：_，_。 33As：_，_。 35Br：_，_。 答案 1s22s22p63s23p63d54s1 Ar3d54s1 1s22s22p63s23p63d104s1 Ar3d104s1 1s22s22p63s23p63d104s24p3 Ar3d104s24p3 1s22s22p63s23p63d104s24p5 Ar3d104s24p5 4价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系， 将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简 称价层)。如：Ni 的简化电子排布式为_，价层电子排布为_，试写出下列原子 的价层电

5、子排布式 13Al：_；32Ge：_；34Se：_。 答案 Ar3d84s2 3d84s2 3s23p1 4s24p2 4s24p4 5 稀有气体的基态原子的最外层电子排布均达到稳定结构， 除氦外最外层电子的排布通式为 _。 答案 ns2np6 二二、电子云与原子轨道电子云与原子轨道 1概率密度 1913 年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。 量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同， 可用概率密度()表示，即 P V(P 表示电子在某处出现的概率；V 表示该处的体积)。 2电子云 (1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密

6、度分布的形象化描述。 (2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密， 表示概率密度越大。 (3)形状 3原子轨道 (1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)形状 s 电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 p 电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 (3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 原子轨道与能层序数的关系 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数 n 越大，原子轨道的 半径越大。如： (2)s 能

7、级只有 1 个原子轨道。 p 能级有 3 个原子轨道， 它们互相垂直， 分别以 px、 py、 pz表示。 在同一能层中 px、py、pz的能量相同。 (3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目n2。 (1)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转( ) (2)1s 电子云示意图，一个小黑点表示一个自由运动的电子( ) (3)1s 电子云中点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少( ) (4)能层序数越大，s 电子云的半径越大( ) 答案 (1) (2) (3) (4) 1(1)可正确表示原子轨道的是_(填字母)。 A2s B2d C3p D3f (2)如图是 s 能级、

8、p 能级的原子轨道图，试回答问题： s 能级的原子轨道呈_形，每个 s 能级有_个原子轨道；p 能级的原子轨道分别 相对于 x、y、z 轴_，每个 p 能级有_个原子轨道。 s 能级原子轨道、p 能级原子轨道的半径与_有关，_越大，原子轨道半径越 大。 答案 (1)AC (2)球 1 对称 3 能层序数 能层序数 解析 (1)L 能层只有 2s、2p 能级，M 能层只有 3s、3p、3d 能级，故选 A、C。 (2)s 轨道在 三维空间分布的图形为球形，p 轨道空间分布的图形分别相对于 x、y、z 轴对称，原子轨道 的半径与能层数有关，并随能层数的增大而增大。 2元素 X 的原子最外层电子排布

9、式为 nsnnpn 1。试回答下列各题： (1)电子排布式中的 n_；原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有 _方向，原子轨道呈现_形。 (2)元素 X 的名称是_。 答案 (1)2 2p(写出 np 也可以) 三种互相垂直的伸展 哑铃 (2)氮 解析 元素 X 的原子最外层电子排布式为 nsnnpn 1，所以根据核外电子排布规律可知 n2， 因此是 N 元素。 1(2019 邢台市月考)图 1 和图 2 分别是 1s 电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关 说法正确的是( ) A图 1 中的每个小黑点表示 1 个电子 B图 2 表示 1s 电子只能在球体内出现 C图 2 表明 1s

10、轨道呈球形，有无数对称轴 D图 1 中的小黑点表示电子在核外所处的位置 答案 C 解析 电子云就是用小黑点的疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示 空间各电子出现的几率，A、D 错误；在界面内出现该电子的几率大于 90%，界面外出现该 电子的几率不足 10%, B 错误。 2下列说法正确的是( ) A不同的原子轨道形状一定不相同 Bp 轨道呈哑铃形，因此 p 轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形 C2p 能级有 3 个 p 轨道 D氢原子的电子运动轨迹呈球形 答案 C 解析 不同能级的原子轨道形状可以相同，如 1s、2s 能级的原子轨道都是球形，只是半径不 同，A 错误；现在的技术无法

11、测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运 动状态，B、D 错误；任何能层的 p 能级都有 3 个 p 轨道，C 正确。 3下列说法中正确的是( ) A1s 电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 Bns 能级的原子轨道图可表示为 C3d3表示 3d 能级有 3 个轨道 D电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 答案 B 解析 电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故 A 错误；ns 能级的电子云呈球形，所以可以用该图表示该能级的原子轨道，故 B 正确；3d3表示 3d 能级 有 3 个电子， 故 C 错误； 电子云图中的小黑点的疏密表示电

12、子出现机会的多少， 密则机会大， 疏则机会小，故 D 错误。 4下列说法中正确的是( ) A1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布 B3p2表示 3p 能级有两个原子轨道 C同一原子中，1s、2s、3s 电子的能量逐渐减小 D同一原子中，2p、3p、4p 能级中的轨道数依次增多 答案 A 解析 A 项，1 个 2s 电子被激发到 2p 能级上，表示的是激发态原子，正确；B 项，3p2表示 3p 能级上填充了 2 个电子，错误；C 项，同一原子中能层序数越大，能量也就越高，离核越 远，故 1s、2s、3s 电子的能量逐渐升高，错误；D 项，在同一能级中，其轨道数是一定的， 而不论它在

13、哪一能层中，即同一原子中 2p、3p、4p 能级中的轨道数都是相同的，错误。 5写出下列原子的电子排布式： (1)11Na：_；(2)16S：_； (3)34Se：_；(4)20Ca：_； (5)26Fe：_；(6)30Zn：_。 答案 (1)1s22s22p63s1 (2)1s22s22p63s23p4 (3)1s22s22p63s23p63d104s24p4 (4)1s22s22p63s23p64s2 (5)1s22s22p63s23p63d64s2 (6)1s22s22p63s23p63d104s2 6A、B、C、D 是四种短周期元素，E 是过渡元素。A、B、C 同周期，C、D 同主族，

14、A 的 原子结构示意图为，B 是同周期除稀有气体外半径最大的元素，C 的最外层有三个 成单电子，E 的外围电子排布式为 3d64s2。回答下列问题： (1)A 为_(写出元素符号，下同)； (2)B 为_，简化电子排布式是_； (3)C 为_，核外电子排布式是_； (4)D 为_，价层电子排布式是_； (5)E 原子结构示意图是_。 答案 (1)Si (2)Na Ne3s1 (3)P 1s22s22p63s23p3 (4)N 2s22p3 (5) 解析 A、B、C、D 是四种短周期元素，由 A 的原子结构示意图可知，x2，A 的原子序数 为 14，故 A 为 Si 元素；A、B、C 同周期，B 是同周期除稀有气体外半径最大的元素，故 B 为 Na 元素， C 的最外层有三个成单电子， C 原子的 3p 能级有 3 个电子， 故 C 为 P 元素； C、 D 同主族，故 D 为 N 元素；E 是过渡元素，E 的外围电子排布式为 3d64s2，则 E 为 Fe 元素， 据此答题。