高二化学学案
原子结构（2）——能量最低原理 泡利原理 洪特规则 课时：1 编写人：卢镇芳 唐琳 审核人： 编号：2
【课时学习目标】
1了解原子核外电子的运动状态。
2.了解原子核外电子排布的能量最低原理，了解原子的基态、激发态与光谱之间的关系。.
3.了解核外电子排布的泡利原理和洪特规则。
4.了解核外电子运动、电子云轮廓图和原子核外电子运动的状态。
【问题导学】温馨提示：展示的正确理解，并不仅仅是展示成果。更重要的是展示你在解决问题过程中形成的思路和方法。哪怕是努力了但仍未成形的思路和方法，让已经在该问题上有突破的其他同学帮助你，从而发现自己的误区或不足，形成了更深刻的对知识和方法的认识理解，也是一种非常成功的展示。
节日里五彩斑斓的焰火，城市夜空中的激光灯，妆扮了暗夜中的天空，这艳丽的色彩与原子核外电子运动有何关系？认真读书方能完成下列问题！ ．．．．
1.阅读教材P7，说说你对能量最低原理的认识。在理解基态、激发态、电子跃迁的基础上．．．．．．．．．．．．．．．解释原子光谱产生的原因。 ．．．．
2.科学家对原子核外电运动特征的研究经历了一个漫长而不断深入的认识。（见章序言彩图部分。参照9~10页的图示）①相对于宏观物体的运动，电子在质量、运动速度和运动范围上有什么特点？②那么现在成熟的理论又是如何描述核外电子的运动的呢？借助概率和概率密度的概念说说你对电子云的认识。③说出能级、原子轨道、原子轨道数、原子轨道的名称、相应的电子云轮廓图（说明形状和取向）之间的联系。（要求逐一、详尽说明）
3①.完成P12“学与问”认识电子排布图。②自旋和反自旋指什么？如何表示？③泡利原理想说明什问题？如何表述？④什么是洪特规则？它说明了什么问题？⑤基态原子的电子的排布式有什么特点？举例说明。⑥说说电子排布式书写需要注意什么问题？
4.完成P12课后习题。（组内分工展示）
【自主训练】
1．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是( )
A．1s B．2px C．2py D．2pz
2.根据下列电子排布，处于激发态的原子是( )
A.1s22s22p6 B．1s22s23s1 C.1s22s14d1 D．1s22s22p63s1
－3．Cl核外电子的运动状态共有( )
A．3种 B．5种 C．17种 D．18种
4．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是( )
5．以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是( )
A．1s12s1 B．1s22s12p1 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s1
6. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
＋－A．Na 1s22s22p6 B．F 1s22s22p5 C．Cl 1s22s22p63s23p5 D．Ar 1s22s22p63s23p6
7. 观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是„( )
A．一个小黑点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
8．以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是( )
A．1s22s1 B．1s22s22p1 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63p1
9.A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为( )
A.a－4 B．a－5 C．a＋3 D．a＋4
10.某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是( )
A.0 B．2 C．5 D．8
11.下列说法中肯定错误的是( )
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
12.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)2s______3s (2)2s______3d (3)3p______3s (4)4f______6f
(5)3d______4s (6)3px________3pz
13.以下是两个原子的2p能级或3d能级的电子排布情况，试分析有无错误，若有，违反了什么原则？
(1)
(2)
14.试画出第三周期Mg、P的基态原子的电子排布图。
15.写出下列原子的电子排布式。
(1)S (2)Cu (3)24Cr (4)34Se (5)30Zn (6)Fe
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________；
(4)________________________________________________________________________；
(5)________________________________________________________________________；
(6)________________________________________________________________________。
16.某元素最外层只有1个电子，最高能层n＝4。问：
(1)符合上述条件的元素，可以有______种，原子序数分别为__________。
(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出其在周期表中的位置。
1.答案 A
2.答案 BC
3.答案 D
解析 每个核外电子的运动状态都不相同，因此核外电子有几个就有几种运动状态。
4.答案 D
解析 A项原子处于激发态；B项违背洪特规则；C项原子也处于激发态；D项原子处于基态，其能量处于最低状态，故选D。
5.答案 AB
解析 基态原子的电子排布是能量最低的。
6.解析 本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p
－能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层、原子轨道排列，Cl
－应是Cl原子得一个电子形式的稳定结构，所以Cl的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
答案
C
7.解析 尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方
出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远。出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表现电子曾经出现过的位置。
答案 D
8.答案 D
解析 基态原子的电子排布式符合能量最低原理。A、B、C均为基态，D项1s22s22p63p1为激发态，其基态应为1s22s22p63s1。
9.答案 BC
解析
从中看出B和Al，O和S符合题意，即其成对电子占据的轨道数和不成对电子占据的轨道数相等。分别设A为硼，序数为5，B可以为铝、氧、硫，序数分别为a＋8、a＋3、a＋11，依次类推可得B、C。
10.答案 B
解析 根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2，由此可知该元素N能层上的电子数为2。
11.答案 B
解析 本题主要考查核外电子的排布规律。K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18
是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即M层和L层都为8个电子的离子
＋＋ ，K、Ca2等均有可能；对D项来说，最外层电子数可为2或8，核电荷数与最外层电子数相等，可有两种情况，一种是均为2，但这种情况只能是原子，另一种是均为8，核电荷数为8的元素为氧，氧离子的最外层电子数也为8，所以D项有可能。
12.解析 本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns
答案 (1) (4) (6)＝
13.解析 本题考查的是学生对电子排布的两个原则(泡利原理和洪特规则)的理解。泡利原理：在同一个原子轨道内的电子的自旋方向是相反的。而(2)中的第三个轨道中的两个电子自旋方向完全相同，所以(2)排布错误，违反了泡利原理。洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。而(1)中的第三个轨道内的电子的自旋方向与前两个轨道的电子自旋方向相反，排布违反了洪特规则。 答案 (1)错误，违反了洪特规则 (2)错误，违反了泡利原理
14.答案
15.答案 (1)1s2s2p3s3p
(2)1s22s22p63s23p63d104s1
(3)1s22s22p63s23p63d54s1
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p4
(5)1s22s22p63s23p63d104s2
(6)1s22s22p63s23p63d64s2
16.答案 (1)3 19、24、29
(2)K：[Ar]4s1 第四周期ⅠA族
Cr：[Ar]3d54s1 第四周期ⅥB族
Cu：[Ar]3d104s1 第四周期ⅠB族
已删15.答案 (1)B。A违背洪特规则，能量高。
(2)A。B表示钠原子处于激发态，能量高。
(3)A。A表示铬原子3d轨道处于半充满状态，能量低。
(4)A。B表示碳原子违背洪特规则，能量高。
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高二化学学案
原子结构（2）——能量最低原理 泡利原理 洪特规则 课时：1 编写人：卢镇芳 唐琳 审核人： 编号：2
【课时学习目标】
1了解原子核外电子的运动状态。
2.了解原子核外电子排布的能量最低原理，了解原子的基态、激发态与光谱之间的关系。.
3.了解核外电子排布的泡利原理和洪特规则。
4.了解核外电子运动、电子云轮廓图和原子核外电子运动的状态。
【问题导学】温馨提示：展示的正确理解，并不仅仅是展示成果。更重要的是展示你在解决问题过程中形成的思路和方法。哪怕是努力了但仍未成形的思路和方法，让已经在该问题上有突破的其他同学帮助你，从而发现自己的误区或不足，形成了更深刻的对知识和方法的认识理解，也是一种非常成功的展示。
节日里五彩斑斓的焰火，城市夜空中的激光灯，妆扮了暗夜中的天空，这艳丽的色彩与原子核外电子运动有何关系？认真读书方能完成下列问题！ ．．．．
1.阅读教材P7，说说你对能量最低原理的认识。在理解基态、激发态、电子跃迁的基础上．．．．．．．．．．．．．．．解释原子光谱产生的原因。 ．．．．
2.科学家对原子核外电运动特征的研究经历了一个漫长而不断深入的认识。（见章序言彩图部分。参照9~10页的图示）①相对于宏观物体的运动，电子在质量、运动速度和运动范围上有什么特点？②那么现在成熟的理论又是如何描述核外电子的运动的呢？借助概率和概率密度的概念说说你对电子云的认识。③说出能级、原子轨道、原子轨道数、原子轨道的名称、相应的电子云轮廓图（说明形状和取向）之间的联系。（要求逐一、详尽说明）
3①.完成P12“学与问”认识电子排布图。②自旋和反自旋指什么？如何表示？③泡利原理想说明什问题？如何表述？④什么是洪特规则？它说明了什么问题？⑤基态原子的电子的排布式有什么特点？举例说明。⑥说说电子排布式书写需要注意什么问题？
4.完成P12课后习题。（组内分工展示）
【自主训练】
1．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是( )
A．1s B．2px C．2py D．2pz
2.根据下列电子排布，处于激发态的原子是( )
A.1s22s22p6 B．1s22s23s1 C.1s22s14d1 D．1s22s22p63s1
－3．Cl核外电子的运动状态共有( )
A．3种 B．5种 C．17种 D．18种
4．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是( )
5．以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是( )
A．1s12s1 B．1s22s12p1 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s1
6. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
＋－A．Na 1s22s22p6 B．F 1s22s22p5 C．Cl 1s22s22p63s23p5 D．Ar 1s22s22p63s23p6
7. 观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是„( )
A．一个小黑点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道的电子云形状为圆形的面
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
8．以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是( )
A．1s22s1 B．1s22s22p1 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63p1
9.A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为( )
A.a－4 B．a－5 C．a＋3 D．a＋4
10.某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是( )
A.0 B．2 C．5 D．8
11.下列说法中肯定错误的是( )
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
12.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)2s______3s (2)2s______3d (3)3p______3s (4)4f______6f
(5)3d______4s (6)3px________3pz
13.以下是两个原子的2p能级或3d能级的电子排布情况，试分析有无错误，若有，违反了什么原则？
(1)
(2)
14.试画出第三周期Mg、P的基态原子的电子排布图。
15.写出下列原子的电子排布式。
(1)S (2)Cu (3)24Cr (4)34Se (5)30Zn (6)Fe
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________；
(3)________________________________________________________________________；
(4)________________________________________________________________________；
(5)________________________________________________________________________；
(6)________________________________________________________________________。
16.某元素最外层只有1个电子，最高能层n＝4。问：
(1)符合上述条件的元素，可以有______种，原子序数分别为__________。
(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出其在周期表中的位置。
1.答案 A
2.答案 BC
3.答案 D
解析 每个核外电子的运动状态都不相同，因此核外电子有几个就有几种运动状态。
4.答案 D
解析 A项原子处于激发态；B项违背洪特规则；C项原子也处于激发态；D项原子处于基态，其能量处于最低状态，故选D。
5.答案 AB
解析 基态原子的电子排布是能量最低的。
6.解析 本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p
－能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层、原子轨道排列，Cl
－应是Cl原子得一个电子形式的稳定结构，所以Cl的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
答案
C
7.解析 尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方
出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远。出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表现电子曾经出现过的位置。
答案 D
8.答案 D
解析 基态原子的电子排布式符合能量最低原理。A、B、C均为基态，D项1s22s22p63p1为激发态，其基态应为1s22s22p63s1。
9.答案 BC
解析
从中看出B和Al，O和S符合题意，即其成对电子占据的轨道数和不成对电子占据的轨道数相等。分别设A为硼，序数为5，B可以为铝、氧、硫，序数分别为a＋8、a＋3、a＋11，依次类推可得B、C。
10.答案 B
解析 根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2，由此可知该元素N能层上的电子数为2。
11.答案 B
解析 本题主要考查核外电子的排布规律。K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18
是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即M层和L层都为8个电子的离子
＋＋ ，K、Ca2等均有可能；对D项来说，最外层电子数可为2或8，核电荷数与最外层电子数相等，可有两种情况，一种是均为2，但这种情况只能是原子，另一种是均为8，核电荷数为8的元素为氧，氧离子的最外层电子数也为8，所以D项有可能。
12.解析 本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns
答案 (1) (4) (6)＝
13.解析 本题考查的是学生对电子排布的两个原则(泡利原理和洪特规则)的理解。泡利原理：在同一个原子轨道内的电子的自旋方向是相反的。而(2)中的第三个轨道中的两个电子自旋方向完全相同，所以(2)排布错误，违反了泡利原理。洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。而(1)中的第三个轨道内的电子的自旋方向与前两个轨道的电子自旋方向相反，排布违反了洪特规则。 答案 (1)错误，违反了洪特规则 (2)错误，违反了泡利原理
14.答案
15.答案 (1)1s2s2p3s3p
(2)1s22s22p63s23p63d104s1
(3)1s22s22p63s23p63d54s1
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p4
(5)1s22s22p63s23p63d104s2
(6)1s22s22p63s23p63d64s2
16.答案 (1)3 19、24、29
(2)K：[Ar]4s1 第四周期ⅠA族
Cr：[Ar]3d54s1 第四周期ⅥB族
Cu：[Ar]3d104s1 第四周期ⅠB族
已删15.答案 (1)B。A违背洪特规则，能量高。
(2)A。B表示钠原子处于激发态，能量高。
(3)A。A表示铬原子3d轨道处于半充满状态，能量低。
(4)A。B表示碳原子违背洪特规则，能量高。
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