1、第一节 原子结构,学习目标 1.了解原子核外电子的运动状态。 2.了解原子结构的构造原理。 3.知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。 4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,第一节 原子结构,课前自主学案,一、开天辟地原子的诞生 1原子的诞生,氢,氦,锂,2宇宙的组成与各元素的含量,1%,3地球的组成元素 地球上的元素绝大多数是_，_ (包括稀有气体)仅22种。 二、能层与能级 1能层 (1)分类依据 根据多电子原子的核外电子的_，将核外电子分成不同的能层。,金属,非金属,能量差异
2、,(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下：,K,L,N,O,2n2,2.能级 (1)分类依据 根据多电子原子中同一能层电子_的不同，将它们分成不同的能级。 (2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如下：,能量,1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,思考感悟 1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系？ (2)第n能层中的不同能级的能量有何关系？ 【提示】 (1)由K层到Q层，离核由近到远，能量由低到高。 (2)E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。,三、构造原理与电子排布式 1构造原理 (1)含义 在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量_
3、的能级上，然后依次排在能量_的能级上。,低,较高,(2)构造原理示意图,思考感悟 2(1)“能层越大，能级的能量越高。”对吗？ (2)为什么K原子的原子结构示意图不是,【提示】 (1)从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合E(ns)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。 (2)由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、3p能级，最后一个电子进入4s能级而不是3d能级，所以它的原子结构示意图为：,2电子排布式 将_上所容纳的电子数标在该能级符号_，并按照能层从左到右的
4、顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为：,右上角,能级,四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称_。,能量最低原理,2基态原子与激发态原子,最低能量,吸收,释放,较高,3光谱与光谱分析 (1)光谱形成原因 不同元素的原子发生_时会吸收或释放不同的光。 (2)光谱分类 根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_和_，总称_。 (3)光谱分析 在现代化学中，利用_上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。,跃迁,吸收光谱,发射光谱,原子光谱,原子光谱,五、电子云与原子轨道 1电子云 (1)含义 电子云
5、是处于一定空间运动状态的_在原子核外空间的_的形象化描述。 (2)形状,电子,概率密度分布,球形,哑铃状,思考感悟 3电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少？ 【提示】 不是。电子云图中的一个小黑点并不代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。,2原子轨道 (1)定义 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)数目 ns能级各有_个轨道，np能级各有_个轨道，nd能级各有_个轨道，nf能级各有_个轨道。,1,3,5,7,六、泡利原理和洪特规则 1泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳_个电子，而且自旋
6、方向_，用“_”表示。 2洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先_一个轨道，而且自旋状态_。,2,相反,单独占据,相同,课堂互动讲练,能层与能级的组成及能量关系,1不同能层的能级组成 任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s,3p和3d)，依次类推。,2不同能层中各能级之间的能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。 例如：1s2s3s，2p3p4p。 (2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是spdf。 例如：第四能层中4s4p4d
7、4f。 (3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。 例如：2px2py2pz。,3各能层、能级所容纳电子数及能量关系,特别提醒：决定电子能量高低的因素有：能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；在多电子原子中会发生能级交错现象。,(2011年天津高二检测)下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是( ) A各能层含有的能级数等于能层序数减1 B各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍 D各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7,【解析】 各能层中所含有
8、的能级数等于其能层序数，A项错误；当为第一能层时，只含s能级，第二能层只含s、p能级，B项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一定含有这些电子。 【答案】 D,【规律方法】 在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手 (1)能量规律 多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。 在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。 (2)数量规律 每一个能层(电子层)中最多容纳电子数为2n2。 每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所含的轨道总数为n2。,变式训练1 下列说法中正确的是( ) A1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 B3p2表示3p能级有两个轨道 C
9、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能级的轨道数依次增多,解析：选A。A项中，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。,核外电子排布的原则,3洪特规则：基态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。如2p3的电子排布图为 ，不能表示为 或 。,特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，
10、注意能级交错现象。 (2)根据此原则进行排布或进行判断时，要三者兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。,下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？ (1)6C 1s22s22p2p2p (2)21Sc 1s22s22p63s23p63d3 (3)22Ti 1s22s22p63s23p10 【解析】 从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例。 【答案】 (1)洪特规则 (2)能量最低原理 (3)泡利原理,互动探究 .写出(3)的正确的电子排布式，并写出其电子排布图。 .若(2)中21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确违
11、反哪一条规则？,【提示】,【误区警示】 (1)在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误： (2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。,变式训练2 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)3px_3pz (4)3p_3s (5)4f_6f (6)3d_4s (7)4f_6p,解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpn
12、dnf；形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px3py3pz；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：ns、(n2)f、(n1)d、np。 答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),原子的核外电子排布的表示方法,特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。 (2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。,按要求填空。 (1)11Na的电子排布式_。 (2)20Ca的价电子排布式_。 (3)35Br的离子结构示意图_。 (4)7N的电子排布图_。,【思
13、路点拨】 本题在书写核外电子排布式时注意以下三点： (1)确定原子序数。 (2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。 (3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。,【解析】 本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，其价电子排布式为：4s2；35Br的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为： ；7N的电子排布式为 ：1s22s22p3，电子排布图为：,【答案】 (1)1s22s22p63s1 (2)4s2,
14、【规律方法】 (1)刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如,(2)136号元素核外电子排布的特殊性 最外层只有1个未成对电子的元素： A族(ns1：H、Li、Na、K)， A族(ns2np1：B、Al、Ga)， A族(ns2np5：F、Cl、Br)及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)； 最外层有2个未成对电子的元素： A族(ns2np2：C、Si、Ge)， A族(ns2np4：O、S、Se)；,最外层有3个未成对电子的元素： A族(ns2np3：N、P、As)。 核外电子排布中，未成对电子数最多的元素： Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。,变式训练3 下列3d能级的电子排布图正确的是( ) 解析：选B。A、D中同一个原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；C违反了洪特规则。,