能层与能级 构造原理
能层与能级构造原理
级交错现象。
(1)对大多数元素来说,各能层的能级数=能层序数,任一能层的能级总是从s能级开始。
(2)s、p、d、f……各能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、ห้องสมุดไป่ตู้……的二倍。
(3)次外层电子不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个),倒数第三层电子不能超过32个;
这种规律称为构造原理。
(6)1s22s22p63s23p63d104s2
能层 能级
最多 电子数
KL M
N
O
……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … ……
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … ……
2 8 18
32
…
……
各能层含有的能级数为n-1
(2)符号:在每一能层中,能级符号分别为ns、np、nd、nf……,其中n代表能层。
(1)11Na
;(2)16S
;
各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的二倍
二、构造原理与电子排布式的书写
(4)1s22s22p63s23p64s2
所以,“能层越大,能级的能量越高”这句话是错误的。
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(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等规律之外,还存在一些不同能层的能
((23))1特s2殊2s原一22子p6的3s核二23外p4电子三排布式的书写方法。
三、构造原理与电子排布式 钠原子的电子排布式为 1s22s22p63s1,也可以写成[Ne]3s1。
E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
18-19 第1章 第1节 第1课时 能层与能级 构造原理
第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理学习目标：1.了解原子核外电子的能层分布，能级分布及其与能量的关系，培养学生宏观辨识与微观探析的能力。
2.知道原子结构的构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。
(难点)3.熟练掌握1～36号元素基态原子的核外电子排布。
(重点)[自主预习·探新知]1．原子的诞生及宇宙中的元素组成2．能层与能级(1)能层①意义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。
②符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。
(2)能级①根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。
②能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s、n p、n d、n f等。
③能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有能级3s、3p、3d。
④s、p、d、f能级可容纳的电子数为1、3、5、7的二倍。
微点拨：这里所说的能层就是必修教材中所述的电子层。
3．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，电子在能级上的排列顺序是：电子先排在能量较低的能级上，然后依次排在能量较高的能级上。
②构造原理示意图微点拨：在多电子原子中会发生能级交错现象。
(2)电子排布式①将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称为电子排布式。
②实例：如Mg、Sc的电子排布式：Mg：1s22s22p63s2或简化写成[Ne]3s2；Sc：1s22s22p63s23p63d14s2或简化写成[Ar]3d14s2。
[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)能级就是电子层()(2)能层离核越近能量越低()(3)氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5()(4)同一能层中的不同能级的能量高低相同()[答案](1)×(2)√(3)√(4)×2．若n＝3，以下能级符号错误的是()【导学号：79652000】A．n p B．n fC．n d D．n sB[能级数等于该能层序号：第一能层只有1个能级(1s)，第二层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p、3d)。
新版高中化学讲义(选择性必修第二册)：能层与能级构造原理与电子排布式
1．能层与能级⎩⎪⎨⎪⎧能层划分原则及能层序号能级⎩⎪⎨⎪⎧能层中能级的数目及能级符号各能级中容纳的最多电子数2.构造原理与电子排布⎩⎪⎨⎪⎧构造原理与能级交错核外电子排布的表示方法核外电子排布式和简化核外电子排布式的书写知识点一：一、能层与能级1．能层(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号 、 、 、 、 、 、 表示。
(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E (K)＜E (L)＜E (M)＜E (N)＜E (O)＜E (P)＜E (Q)。
【答案】K 、L 、M 、N 、O 、P 、Q 2．能级(1)定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。
(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母 等表示，如n 能层的能级按能量由低到高的排列顺序为n s 、 、 、n f 等。
【答案】s 、p 、d 、f n p 、n d (3)能层、能级与最多容纳的电子数知识精讲考点导航第01讲 能层与能级 构造原理与电子排布式由上表可知：①能层序数该能层所包含的能级数，如第三能层有个能级。
② s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为、、、的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是。
【答案】等于 3 1、3、5、7 2n2微点拨①不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。
②在相同能层各能级能量由低到高的顺序是n s<n p<n d<n f。
③不同能层中同一能级，能层数越大，能量越高。
例如：1s<2s<3s<4s……【即学即练1】1．表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成A．3p6B．3d10C．3s23p63d2D．3s23p64s2【答案】C【解析】M层为第三能层，根据构造原理，电子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能级，故第三能层有10个电子的电子排布式为3s23p63d2，故答案选C。
第一部分 第一章 第一节 第一课时 能层、能级与构造原理
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后失去3d电子。
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[例2]
根据构造原理写出下列原子或离子的核外电
子排布式。
(1)O____________；(2)Ca____________； (3)S2－____________；(4)Al3＋____________。
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[解析]
O原子有8个电子，按1s、2s、2p顺序填充电子：
1s22s22p4；Ca原子有20个电子，由于4s<3d，出现能级交错， 按1s、2s、2p、3s、3p、4s顺序填充为1s22s22p63s23
答案：D
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[例1]
构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是
各能级能量高低。若以E表示某能级的能量，以下各式中 能量高低顺序正确的是 A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C．E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) ( )
电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，
电子进入能级的顺序是按构造原理中能级的能量递增的
顺序，而电子排布式的书写则按能层的顺序，能层中的
能级按s、p、d、f能量递增的顺序排列。
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主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素 的原子得到电子填充在最外层形成阴离子，下列各原子
或离子的电子排布式错误的是
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1．以下能级符号正确的是________。 ①5s ②2d ③3f ④1p ⑤3d
解析：第二能层只有2s、2p能级；第三能层只有3s、3p、 3d能级，第一能层只有1s能级，故②、③、④均不正确。 答案：①⑤
能层、能级、构造原理
原子结构原子的诞生①大爆炸约2h后诞生大量的氢，少量的氦，极少量的锂②宇宙的组成与个元素的含量宇宙氢（H）约占宇宙原子总数的88.6%氦（He）约占氢原子的1/8其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1%其中氢氦原子总数约占宇宙原子总数的99.7%以上③元素的分类元素非金属元素22种（包括稀有气体元素）金属元素占绝大多数注意：宇宙中最丰富的元素是氢元素，地壳中含量最高的元素是氧元素；空气中含量最高的是氮元素能层与能级⑴在多电子原子汇总，与核距离不同的电子的能量是不同的。
按电子的能量差异，可将核外电子分为不同的能层（能层就是电子层），用K、L、M、N……标识低一、二、三、四……能层由K能层→Q能层，电子离核的距离由近→远，电子的能量由低→高⑵能级：同一能层上的电子的能量也可能不同，按能量差异又可将核外电子的能层分为不同的能级，如：s、p、d、f等同一能层上的电子，由n s－np－nd－nf能级，电子的能量由低→高⑶能层与能级的关系：任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层的序数，即第一能层只有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），以此类推注：不同能层上的电子，不同能级上的电子能量都不相同规律清单⑴同一能层上的电子，能量可能不同；同一能级上的电子的能量相同。
如Na 的原子核外有11个电子，排布在KLM 三个能层K 能层（只有1s 能级）上的2个电子的能量相同，而L 能层上的8个电子中，2s 能级上的2个电子和2p 能级上的6个电子的能量分别相同 ⑵能级的表示方法及各能级所能容纳的最多电子数如下注意：①以s 、p 、d 、f …排序的个能级可容纳的最多电子数一次为1、3、5、7…的二倍，即2、6、10、14….英文字母相同的不同能级（如1s 与2s 、2p 与3p 、3d 与4d 等）中所容纳的最多电子数相同②每个能层最多可容纳的电子数是能层序数平方的两倍，即2n 2构造原理 电子的填充顺序绝大多数元素的原子核外电子的排布如下这种排布顺序被称为构造原理注意：能量高低顺序的通式n s ＜（n-2）f ＜(n-1)d ＜np能层 K LM NO… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … … … 最多电子数2 2626 1026101426…… (2)8 1832 2n 2。
高中化学选修三能层能级构造原理
高中化学选修三能层能级构造原理能层、能级和构造原理是组成原子的基本概念，对于理解原子的结构和性质非常重要。
接下来我会分别介绍这三个概念，并详细解释它们之间的关系。
能层是指电子在原子中分布的范围。
在原子核周围，分为一层一层的能层。
每个能层都有不同的能级和容纳电子的数量限制。
在最内层的能层称为K层，其次依次为L层、M层、N层等，没有明确的限制，但K、L、M层较为常见。
能级是指原子中能量相同的电子组成的一组电子。
每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。
能级的数量是根据能层和每个能层能够容纳的电子数量来决定的。
构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构来解释原子中电子的排布规则。
泡利不相容原理指的是原子中的电子不允许处于相同的状态，即一个原子中的电子数量不超过2n²，其中n为能层的编号。
薛定谔方程是描述电子波函数的方程，通过求解薛定谔方程，可以确定电子的能级分布。
原子壳层结构是指电子填充能层和能级时的一种排列规则，一般遵循能量最低原则，即由低能量到高能量逐个填充。
能级和能层之间的关系是，能级是能层中电子的划分，每个能层含有若干个能级。
每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。
能层和能级的数量是由原子的结构决定的，不同的原子具有不同的能层和能级数量。
能级和能层的存在对原子的性质有很多影响。
首先，能级和能层的存在使得原子中的电子具有一定的空间分布，从而使得原子具有一定的体积。
其次，能级和能层的分布使得原子具有一定的能量差异，从而形成能级跃迁和能层跃迁，这是原子发射和吸收光的基础。
此外，能级和能层还对原子的化学反应、电子结构和磁性性质等方面有重要影响。
综上所述，能层、能级和构造原理是理解原子结构的重要概念。
能层是电子分布的范围，每个能层包含多个能级。
能级是能量相同的电子组成的一组电子。
构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构解释电子的排布规则。
《能层与能级-基态与激发态 构造原理与电子排布式》参考ppt课件
5．根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 (1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：
1s22s22p63s23p2 。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：
1s22s22p1
。
(3)基态Ni2＋、Fe3＋、N3－的电子排布式分别为
、
[Ar]3d8 、 [Ar]3d5 。 1s22s22p6
激光笔
LED灯装饰的夜景
10
微点拨：(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的 激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。 光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 (2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子 得失电子时发生的是化学变化。 (3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
。
(4)26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
。
(5)29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
。
(6)11Na 1s22s22p63s1
。
19
[解析] 根据原子核外电子的排布规律和构造原理书 写原子的电子排布式，应注意从3d能级开始出现“能 级交错”现象。
20
重难点：构造原理与电子排布式
基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子
31
[规律方法] 书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能 量由低到高可记为ns<(n－2)f<(n－1)d<np，最后要把 同一能层的不同能级移到一起。
32
随堂演练
1．第N能层所含能级数、最多容纳的电子数分别为( D )
A．3、18
B．4、24
C．5、32
能层 能级 构造原理
04 原子结构与性质关系
原子结构对性质影响
原子半径
01
随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，导致元素的金属性
逐渐Hale Waihona Puke 弱，非金属性逐渐增强。电负性
02
原子结构决定元素的电负性，电负性越大，元素非金属性越强。
化合价
03
元素的化合价主要由原子的最外层电子数决定，原子结构不同，
元素的化合价也不同。
性质对原子结构要求
原子轨道
原子轨道是描述电子在原子核外的一个空间运动状态。
电子云
电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间 的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为 “电子云”。
02 构造原理及其意义
构造原理内容
01
能层：在多电子原子中，同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同 的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f 的顺序依次升高，即：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。
02
能级：原子轨道能量的高低（也称能级）主要由主量子数n和角量子数l决定。有相 同n，l越大，能量越高；有相同n，l不同，各亚层能量按s、p、d、f递增。
03
构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某 能级的能量，用公式表示就是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……
分子中原子的空间排列和化学键的性质。能 层能级构造原理可以解释分子中原子之间的 成键方式、键长、键角以及分子的形状和极 性等问题。例如，根据能层能级构造原理可 以预测分子的稳定性和反应活性。
化学反应中能量变化
人教版高中化学选修三1.1.1 能层与能级 构造原理
A.铍
次外层电子数最多不超过18 个；倒数第三层不超过32个；
（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的能层，后由里往 外依次排能量较高能层。而失电子总是先失最外层电子。 注意： 以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，须同时满足。
能层与能级 构造原理
知识点3、构造原理
思考 判断 K原子结构示意图正误 交流
+19 2 8 9 7 6
问题探究 第8 页
电子先排能量低的内层，再排能量高的外层 7s 6s 5s 7p 6p 5p 6d 5d 5f
1、构造原理：
×
+19 2 8 8 1
√
5 4
3 2 1
4s
3s 2s
4p
3p 2p
4d
3d
4f
能 级 交 错
核外电子排布必须遵循一定的能级顺序
能量由低到高顺序 : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s … …
M层：三个 s p d
N层：四个 s p d f
能层与能级 构造原理
知识点2、能层与能级
探究讨论 第6 页
探究一 能层、能级、电子数关系
能层与能级 构造原理
知识点2、能层与能级 探究二 原子核外电子分层排布规律 （1）各能层最多能容纳2n2个电子；
探究讨论 第7 页
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时 不超过2个）；
问题探究 第9 页 能层 能级容纳电子数
1s2
能级
能层与能级 构造原理
知识点3、构造原理
探究讨论 第 10 页
探究一 各能层能级能量关系
4s＜3d
能层与能级构造原理PPT课件
第8页/共51页
各电子层最多容纳的电子数是 2n2(n表示电子层)
第1层 （K最层多排）：
2个
第2层（L层）最多排：8个 第3层（M层）最多排：18个
第4层（N层）最多排：32个
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例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电 子，第三层1个电子。
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2、能级:
在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能 不同，可以将它们分为不同的能级。（就好比能层是楼 层，能级是楼梯的阶级。 ）各能层上的能级是不一样的。
能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：
第22页/共51页
例：写出Zn的简化电子排布式。
Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar 简 化
Zn：[Ar] 3d10 4s2 简化电子排布式： Zn：[Ar] 3d10 4s2
第23页/共51页
试写出8号、14号、26号元素的简化排布式？
【电子排布式】： 【简化电子排布式】：
钾：1s22s22p63s23p64s1 钙：1s22s22p63s23p64s2 钪：1s22s22p63s23p63d14s2 钛：1s22s22p63s23p63d24s2 矾：1s22s22p63s23p63d34s2 铬：1s22s22p63s23p63d54s1 锰：1s22s22p63s23p63d54s2 铁：1s22s22p63s23p63d64s2 钴：1s22s22p63s23p63d74s2 镍：1s22s22p63s23p63d84s2 铜：1s22s22p63s23p63d104s1 锌：1s22s22p63s23p63d104s2 镓：1s22s22p63s23p63d104s24p1 锗：1s22s22p63s23p63d104s24p2 砷：1s22s22p63s23p63d104s24p3 硒：1s22s22p63s23p63d104s24p4 溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5 氪：1s22s22p63s23p63d104s24p6
第1课时 能层与能级 构造原理
第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理1．知道原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。
2.熟知核外电子与能层的关系，核外电子的能级分布。
3．能根据构造原理写出1～36号元素的核外电子排布。
原子的诞生能层与能级1．原子的诞生2．宇宙中元素的组成及含量3．能层与能级(1)能层：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层，能层用n表示，n值越大，能量越高。
(2)能级①根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分成不同的能级。
②能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f……组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s、n p、n d、n f……填写下表：由上表可推知：a．能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3s、3p、3d 3个能级。
b．s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例)。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)能级就是电子层(2)每个能层最多可容纳的电子数是2n2(3)同一能层中不同能级的能量高低相同(4)不同能层中的s能级的能量高低相同(2)√(3)×同一能层中不同能级的能量高低顺序是E(n s)＜E(n p)＜E(n d)＜E(n f)……(4)×不同能层中同一种能级，能层序数越大能量越高2．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．无法确定解析：选B。
在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是K、L、M、N、O、P、Q……故B正确。
3．能层序数与该能层所含能级的种类数有什么关系？不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同吗？答案：能层序数等于该能层所包含的能级数。
不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同。
题组一原子的诞生及原子结构理论的发展1．(2020·石家庄高二期中)下列说法中不符合现代大爆炸宇宙学理论的是()A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子解析：选B。
高中化学选修三知识点总结原子结构与性质
高中化学选修三知识点总结：原子结构与性质一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。
也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）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。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。
洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
前36号元素中，全空状态的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0；半充满状态的有：7N2s22p3、15P3s23p3、24Cr3d54s1、25Mn3d54s2、33As4s24p3；全充满状态的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr4s24p6。
4.基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。
(完整版)能层能级构造原理
3、能级
(1)分类依据：根据多电子原子中同一能层电子能量不同， 将它们分成不同能级，符号：s、p、d、f……
⑵规律：
能层 K L
M
N
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …
最多电 子数
2
2
6 2 6 10
2 6 10 14 2
①②③不任 以同一s、能p层、，的d、英能f文级…字总…母是排相从序同的s 能的各级能能开级级始能可，容容且纳纳能的的级最的数多最等电多于子电该数子相
引言
1、原子的组成与结构决定性质： 铁易生锈、钠易与一些物质反应。
第一章原子结构与性质 2、分子的组成与结构决定性质： 对氨基苯磺酰胺（磺胺药）和对氨基苯甲酸
第二章分子结构与性质 3、 晶体的组成与结构决定性质： 金刚石和石墨 方解石和霰石
第三章晶体结构与性质
一、原子模型的发展史
1.古希腊原子论 2.道尔顿原子模型(1803年) 3.汤姆生原子模型(1904年) 4.卢瑟福原子模型(1911年) 5.玻尔原子模型(1913年) 6.电子云模型(1926年)
2、电子排布式：将能级上所 能层 能级符号
容纳的电子数标在该能级符号 序数
右上角，从左到右按能层序数
1s1
表示该能级填 充的电子数目
递增的顺序排列的式子。
⑴简单原子的电子排布式： 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。
如：C：1s22s22p2 Ne：1s22s22p6 Cl：1s22s22p63s23p5
⑵复杂原子的电子排布式： 先按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中， 再将同能层的能级移到一起，能层低的能级写在左边，如：
能层与能级 构造原理与电子排布式 高二化学选择性必修二
8
18
_3_2_
……
……
【自主探索】
(1)判断下列说法是否正确。
①原子中每一个能层上都有s、p、d、f四个能级 ( )
提示:×。第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级;第三能层(M),
有s、p、d三种能级。
②同一个原子中不同能层上的s能级的能量都相等
()
提示:×。不同能层上的s能级,能层数(n)越大,离原子核越远,能量越高,如
第一章 原子结构与性质 第一节 原 子 结 构 第1课时 能层与能级 构造原理与电子排布式
一、开天辟地——原子的诞生 1.原子的诞生:
2.宇宙的组成元素及其含量: (1)氢:约占原子总数的_8_8_._6_%_。 (2)氦:约为氢原子数的_1_/_8_。 (3)其他:90多种天然元素的原子总数加起来不足_1_%_。 (4)地球上的元素绝大多数是_金__属__,非金属(包括稀有气体)仅_2_2_种。
(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5,则其元素符号为________。 (3)基态Ti2+中,电子占据的最高的能层符号为________,该能层有____个能 级。 (4)写出基态砷原子的电子排布式__________________,砷位于元素周期表中 ________周期第________族。
【误区警示】(1)任一能层,都是从s能级开始,且能级数与能层序数相同,并非 都含s～f能级。 (2)每个能层最多容纳电子数是能层序数平方的二倍,但与实际填充的电子数不 一定相同。
【素养训练】 1.(2020·成都高二检测)下列关于能层与能级的说法中不正确的是( ) A.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数) B.任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数 C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的 D.同一能层中不同能级的能量相同
能层 能级 构造原理
D．ns2np3
基态、激发态、光谱与能量最低原理
概念
1、能量最低原理：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：处于最低能量的原子叫做基态原子。 3、激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电 子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 4、原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或 释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸 收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
3．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ D ）
A Al 1s22s22p63s23p1
B O2- 1s22s22p6
C Na+ 1s22s22p6
D Si 1s22s22p2
4．由下列微粒的最外层电子排布，能确定形
成该微粒的元素在周期表中的位置的是（B ）
A．1s2
B．3s23p1
C．2s22p6
Na Mg Al
Si
P
S
Cl
Ar
1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6 1S2 2S22P6
3S1
3S2 3S23P1 3S23P2 3S23P3 3S23P4 3S23P5 3S23P6
构造原理的应用---书写原子的电子排布式
（1）根据构造原理，电子所排的能级顺序为： _1_s___2_s__2_p__3_s__3_p__4_s_3_d__4_p__5_s_4_d__5_p__6_s_4_f__…_
（2）原子的电子排布式：用数字在能级符号
右上角表明该能级上的排布的电子数。
【练习】 氢 H
【课件】能层与能级 构造原理与电子排布式课件2022-2023学年高教版(20)选择性必修19
根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。
自学检测
2min
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能层就是电子层。
(√ )
(2)不同能层，s 能级的能量相同。
( ×)
(3)s 能级的能量一定比 p 能级的能量低。
(×)
(4)各能级最多可容纳的电子数按 s、p、d、f……的顺序依次为
1、3、5、7……的 2 倍。
2.能级（电子亚层）P6
多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同， 还可以把它们分成不同的能级，就好比能层是楼层， 能级是楼梯的阶梯。
能层 K L
M
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多电 子数
2
26
2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
材料2 1913年，丹麦科学家玻尔提出了氢原子模型，1920 年，他正式提出了构造原理，即从氢开始，随核电荷数递增，新增 电子填入原子核外“壳层”的顺序。5年后，玻尔的“壳层”落实 为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态。
[问题 1] 电子层(能层)能理解为电子在核外一薄层空间内运动吗？
电子层(能层)不能理解为电子在核外一薄层空间内运动， 而是按电子能量不同来划分的。
的光现象
烟花
霓虹灯
激光 都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关
3.原子光谱
不同的元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或 者释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种元素的 电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
基态与激发态的关系原子光谱
吸收光谱
基态原子 能量最低
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(2)从第几能层开始出现d能级?
提示:从第三能层开始出现d能级,即M层以后开始有d能级,分别为3d、
4d„„。
(3)每一能层最多容纳的电子个数是多少?
提示:每一能层最多容纳的电子个数是2n2个(n代表能层序数)。
(4)不同能层中的相同类型的能级中所容纳的电子数有什么规律? 提示:不同能层中的相同类型的能级中所容纳的电子数是相等的,s、p、 d、f„„能级容纳的电子数依次为1、3、5、7„„的二倍,即2、6、 10、14„„个。
1.(2015·临沂高二检测)下列有关能层、能级的认识正确的是(题中n
表示能层序数)
(
)
A.各能级的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的二倍 B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C.各能层含有的能级数为n-1 D.各能层含有的电子数为2n2
【解题指南】解答本题时要注意以下两点: (1)任一能层中,能级个数=能层序数,并不是所有能层中都有p、d、f 能级。 (2)每个原子轨道最多容纳2个电子。
【过关小练·即时应用】 1.(2015·银川高二检测)下列各原子或离子的电子排布式错误的 是 ( )
A.K:1s22s22p63s23p64s1
B.F:1s22s22p5
C.S2-:1s22s22p63s23p4
D.Ar:1s22s22p63s23p6
【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)充分理解构造原理在电子中的排布顺序。 (2)注意电子排布顺序中的能级交错现象。 【解析】选C。根据构造原理中的能级排布顺序可以得出在排满 3p能级后排布的是4s能级,因此A选项正确。S2-是硫原子得到2个 电子后形成的阴离子,其原子核外有18个电子,其电子排布式为 1s22s22p63s23p6。
2 2 __
6 10 __ __ 14 __ 32 ___
合作探究·核心归纳 能层、能级: 根据所学知识回答下列问题:
(1)每个能层中都含有相同的能级吗?
提示:每个能层中所含的能级是不同的,每个能层中所含有的能级数等
于其能层序数,即K层只有一个能级即为1s,L层只能有2个能级,分别为
2s,2p,依次类推分别为ns、np、nd„„。
分成不同的能层。
(2)符号:第一、二、三、四、五、六、七能层分别用字母 K、L、M、N、O、P、Q 表示。 ____________________
2.能级:
能量 的不同,将它们分成 (1)意义:根据多电子原子中同一能层电子_____
不同的能级。
(2)符号:在每一能层中,能级符号顺序是ns、np、nd、nf„„,其中n 能层 。 代表_____
(3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等吗?
提示:相等,例如:2px=2py=2pz。
(4)不同能层中的不同能级能量高低的顺序如何?
提示:ns<(n-2)f<(n-1)d<np。
(5)“能层越大,能级的能量越高。”对吗? 提示:从构造原理示意图中可以看出能级的能量高低除了符合 E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等规律之外, 还存在一些不同能层的能级的交错现象。例如,E(3d)>E(4s)、 E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、 E(4f)>E(6s)等。
1s22s22p63s23p63d14s2 或简化写成__________ [Ar]3d14s2 。 Sc:___________________,
合作探究·核心归纳
1.根据构造原理示意图回答下列问题:
(1)不同能层中同一能级的能量如何比较? 提示:不同能层中同一能级,能层序数越大能量越高。 例如:1s<2s<3s……,2p<3p<4p……。 (2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系怎样? 提示:同一能层中,各能级之间的能量大小关系是s<p<d<f„„。例如: 第四能层中4s<4p<4d<4f。
【补偿训练】某元素原子的核外有三个能层,最外能层有2个s和2个p 电子,该原子核内的质子数为 A.14 B.15 ( ) C.16 D.17
【解析】选A。原子核外共有三个电子层,最内层只有1s能级,可容纳2 个电子,第二层有2s、2p两个能级,可容纳1×2+3×2=8个电子,最外 层有4个电子,所以该原子核外有14个电子,又因在原子中核外电子数 等于核内质子数,故选A。
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第1课时 能层与能级 构造原理
探究1
能层与能级的组成的能量关系 研读教材·自主认知
一、开天辟地——原子的诞生 1.原子的诞生:
氢 氦 锂
融合
2.宇宙的组成及各元素的含量:
88.6% 1/8
1%
二、能层和能级
1.能层:
能量 差异,将核外电子 (1)意义:根据多电子原子的核外电子的_____
【归纳总结】 能层与能级中的“三个”数量关系 (1)能层序数=能层中的能级个数。 (2)能级最多容纳的电子数=能级中轨道数目的2倍。以s、p、d、f排 序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍,即2、6、 10、14。 (3)能层中最多容纳的电子数=2n2(n代表能层序数)。
过关小练·即时应用
【解析】选A。每个能层最多容纳的电子数为 2n2个,也可以不排满,A 正确;并不是所有的能层中都有p、d、f能级,如K层只有一个s能级,L 层有s和p两个能级;M层有s、p、d三个能级,B错误;任一能层中,能级 个数等于能层序数,C错误;每个能层最多容纳电子数为2n2,但不是一 定含有2n2个电子,D错误。
照能层从左到右的顺序排列的式子。 (2)表示方法。
电子数
能级
(3)实例。 请写出Mg、Cl、Sc的电子排布式: 1s22s22p63s2 或简化写成_______; [Ne]3s2 Mg:___________, 1s22s22p63s23p5 或简化写成__________; [Ne]3s23p5 Cl:______________,
【互动探究】(1)各能层上s能级能量相同吗? 提示:由于不同能层的能量不同,因此对于不同的能层来说,能级相同, 能层越大,能量越高,如E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)„„ (2)各能层所含有的原子轨道有几个?
提示:一个原子轨道最多容纳两个电子,各能层所含有的电子数最多为
2n2个,因此,各能层所含有的原子轨道数有n2个。
2.电子排布式: (1)思考:21号元素钪的核外电子填充顺序和其电子排布式的书写 顺序是否一致? 提示:不一致。电子进入能级的顺序是优先进入能量低的能级,后 进入能量高的能级。由于4s和3d轨道有能级交错现象,所以21号元 素钪的核外电子填充顺序为1s22s22p63s23p64s23d1。电子排布式的 书写是按照能层序数的高低顺序排列的,所以钪的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2。
2.(2015·泰安高二检测)某元素的M层有4个p电子,下列叙述错误的是 ( ) B.该元素是硫元素 D.原子最外层电子数为4
A.N层不含电子 C.L层一定有8个电子
【解析】选D。依题意可知,该元素原子K、L、M能层容纳的电子数分 别为2、8、6,N层不含电子,故该元素是硫元素。D的叙述是错误的,该 元素的原子最外层电子数应为6。
2.(2015·厦门高二检测)下列说法正确的是 A.s能级的能量总小于p能级的能量
(
)
B.2s的电子云半径比1s电子云半径大,说明2s的电子云比1s的多 C.当电子排布在同一能级的不同轨道时,电子总是先占满一个轨道(1 个原子轨道最多只能容纳两个电子,且自旋状态相反),然后再占据其 他原子轨道 D.nf能级中最多可容纳14个电子
【解析】选D。同一能层中,s能级的能量小于p能级的能量,不同能层 就有可能s能级(较高能层)的能量高于p能级(较低能层)的能量,A错 误;2s的电子云半径比1s电子云半径大,说明2s的电子在离原子核较远 的区域出现的概率比1s的电子大,B错误;当电子排布在同一能级的不 同轨道时,电子总是先占据不同的原子轨道而且自旋状态相同 ,C错 误;nf能级有7个原子轨道,每一个原子轨道最多容纳两个电子 ,D正确。
(2)电子排布式可以简化,如可以把钠的电子排布式写成[Ne]3s1。试 问:上式方括号里的符号的意义是什么?你能仿照钠原子的简化电子排 布式写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排 布式吗? 提示:符号[Ne]表示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。O:[He]2s22p4,Si:[Ne]3s23p2,Fe:[Ne]3s23p63d64s2或 [Ar]3d64s2。
容纳电子数为16×2=32个。
探究2
构造原理与电子排布式 研读教材·自主认知
1.构造原理: (1)含义:在多电子原子中,电子在能级上的排列顺序是电子先排在能 较低 的能级上,然后依次排在能量_____ 较高 的能级上。 量_____
(2)构造原理示意图。
能层
能级
2.电子排布式:
能级 上所容纳的电子数标在该能级符号_______, 右上角 并按 (1)概念:将_____
【拓展延伸】原子核外电子排布构造原理简易图 构造原理中的排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序,有如下关 系:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n表示能层序数)。因此有: ns (n-2)f (n-1)d np 7s 5f 6d 7p 6s 4f 5d 6p 5s 4d 5p 4s 3d 4p 3s 3p 2s 2p 1s 自下而上、自左往右,依次填充。
【补偿训练】(2015·青岛高二检测)第4能层所含有的原子轨道种类数、