1.1.2原子结构-构造原理

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1.1.2构造原理与电子排布式

➢人教版（2019）选择性必修二第一章原子结构与性质第一节原子结构
源于光谱学事实
➢ 思考与讨论6
铬和铜的价层电子排布式分别有如下两种写法，哪一个正确？正确的那个符不符合构造原理？如不符合，又是根据什么填充电子的？
铬根据构造原理：3d44s2
根据光谱：3d54s1
铜 3d94s2 × 3d104s1 √ 不符合构造原理！
②价层电子排布式：省略其他电子，只书写价层能级电子的排布式。
如：元素原子价层电子排布式
Fe
3d64s2
③元素周期表只给出价层电子排布式。如：
学习评价：写出Na、Al、Cl 、Zn 、Br价层电子排布式。
➢人教版（2019）选择性必修二第一章原子结构与性质第一节原子结构
➢ 思考与讨论5
氦氖
氩
氪
氙
氡
气奥
1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 7s27p6
(1)稀有气体最外层电子排布通式： ns2np6(氦除外)
稀有气体最外层电子排布特点：
最外能层都只有s和p两个能级，且都已排满（8个）(氦除外)——相对稳定结构。
➢ 思考与讨论2
当原子序数较大时，书写电子排布式比较繁索，如溴的电子排布式为：
小结1:重难点知识显性化原子结构的表征方法
原子结构示意图
意义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子实例
电子排布式
简化电子排布式
意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
实例繁琐，把内层电子达意义到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号
元素
电子排布

原子结构讲义

1.1---原子结构Atomic structure一、能层与能级1.能层shell-----又称主量子数(principal quantum number)，用n表示；①原子核外的电子是分层排布的：根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，从内到外依次为1、2、3、4、5、6、7能层，依次用符号K、L、M、N、O、P、Q表示；②每一能层最多容纳的电子数不同：最多容纳的电子数为2n2(n为能层序数)个；③离核越近的能层具有的能量越低；④能层的表示方法及每一能层所能容纳的最多电子数见下表：能层n 1 2 3 4 5 6 7 …能层符号K L M N O P Q …电子≤2n2 2 8 18 32 …………离核远近近→远能量高低低→高2.能级level-----又称角量子数(azimuthal quantum number)，用l表示；①能级的表示方法见下表：能层K L M N O …能级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f……各能级最多容2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 ……纳的电子数各能层最多容2 8 18 32 50 …纳的电子数最多容纳2n2(n为能层序数)个 e②在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同；不同能量的电子可分为不同的能级，如同一能层的电子可分为s、p、d、f…能级；③在第n能层中，各能级能量的大小顺序是：E ns<E np<E nd<E nf；④每一能层的能级总是从s能级开始，且能级数等于该能层序数，即第n能层就有n个能级；Mendeleyev，1834--1907 Bohr，1885--1962二、基态与激发态原子光谱1.基态与激发态ground state & excited state处于最低能量的原子叫做基态原子(ground state atom)；基态是原子最基本的状态，是稳定的状态；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(excited atom)；激发态原子不稳定，电子又会跃迁到能量较低的能级，并释放能量；其转化关系如下：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关；2.原子光谱atomic spectrum①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；②发射光谱(emission spectrum)是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱(absorption spectrum)则是明亮背景的暗色谱线，两者谱线一一对应(因为两个能级之间电子跃迁，吸收的能量和释放的能量相同)；※铯cesium，1860年发现，其光谱图中有特征的蓝光，在拉丁语里，铯的含意是天蓝色；※铷rubidium，1861年发现，其光谱图中有特征的红光，在拉丁语里，铷的含意是深红色；※氦helium，1868年分析太阳光谱发现的，来源于希腊文，原意是“太阳”；③原子光谱的应用不同元素产生不同的原子光谱，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析(spectrum analysis)，历史上，利用光谱分析也曾发现了许多新元素；④玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律，但对稍复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象；三、构造原理与电子排布式1.多电子原子核外电子的排布顺序电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上；2.构造原理aufbau principle随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素原子的核外电子是按照如图所示的能级顺序填充的，填满一个能量低的能级后，再填一个能量高的新能级，这种规律称为构造原理；3.能级交错现象energy level overlap phenomenon由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象；【产生原因：钻穿效应、屏蔽效应】【H原子由于核外只有一个电子，没有屏蔽效应，不存在能级交错，所以能级的能量高低只取决于主量子数；对于3d、4s、4p，显然3d小于4s等于4p】4.电子排布electronic configuration①根据构造原理可表示出一些元素原子的电子排布式，先按能量由低到高的顺序依次写出能级符号，再用数字在能级符号右上角表明各能级上排布的电子数，这就是原子的电子排布式；【在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，例如钪Sc 的电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 14s 2，而不能按照填充顺序先写4s 2后写3d 1】②电子排布式的简化写法为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加方括号表示，例如：K 的电子排布式可表示为：[Ar]4s 1，其中[Ar]叫 1四、电子云与原子轨道 electron cloud & atomic orbital1.核外电子运动的特点核外电子质量非常小(kg m e 311010953.9-⨯=)，且运动速度快，不能同时准确地测定它的位置和速度，更无法确定具有一定空间运动状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处；2.核外电子运动状态的描述---电子云(electron cloud )①电子云的定义虽然无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，但可以确定它出现在原子核外各处的概率(probability )，下图就是1s 及2p 电子在原子核外出现的概率密度(probability density ) 分布图：小黑点越密，表明概率密度越大，表示电子在那里出现的概率越大；小黑点稀疏的地方，表明概率密度小，表示电子在那里出现的概率小；这种形象描述电子在空间出现的概率大小的图像称为电子云(electron cloud )；【概率密度通常用VP 表示，P 表示电子在某处出现的概率，V 表示该处的体积】 ②电子云轮廓图电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图；绘制电子云轮廓图的目的是表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述；绘制时只需注意不同空间状态的电子云轮廓图的标准一致即可；一般情况，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来即可；③电子云轮廓图汇总3.原子轨道atomic orbital①concept ：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(atomic orbital )；原子的电子云轮廓图可以表示电子在原子核外的一个空间运动状态，也叫做原子轨道； ②原子轨道的空间伸展方向s 电子的电子云轮廓图是球形的，ns 能级只有一个轨道，可以表示为：；p 电子的电子云轮廓图是哑铃形的，np 能级有 3个轨道，可表示为：；d 电子的电子云轮廓图是花瓣形的，nd 能级有5个轨道，可表示为：； nf 能级有7个轨道，可表示为：；③各原子轨道的能量高低多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：A.相同能层上原子轨道能量的高低顺序为：ns <np <nd <nf …B.形状相同的原子轨道能量的高低顺序为：1s<2s<3s<4s…C.能层和形状相同的原子轨道的能量相同，如2p x、2p y、2p x轨道的能量是相等的，同理，同能层d能级的5个轨道的能量相同，同能层f能级的7个轨道的能量也相同；【同一能层中的同一能级中所有轨道能量相同，称为简并轨道】④磁量子数(magnetic quantum number)：决定原子轨道(电子云)在空间的伸展方向，用m表示；五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.电子自旋与泡利原理spin of the electron & Pauli exclusion principle①电子自旋spin of the electron量子力学告诉我们，电子除了空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋；电子自旋可比喻成地球的自转；电子的自旋有顺时针和逆时针两种相反的状态，常用上下箭头“↑”“↓”表示；【电子自旋(spin of the electron)是电子的基本性质之一，属于量子物理学科，电子自旋先由实验上发现，然后才由狄拉克(Dirac)方程从理论上导出的】【自旋量子数(spin quantum number)是描述电子自旋运动的量子数，自旋磁量子数用m s表示，即↑代表正方向自旋电子，↓代表逆方向自旋电子】②泡利原理Pauli exclusion principle1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子(通常称为电子对)，而且它们的自旋状态相反，称为泡利原理(也称泡利不相容原理)；Pauli，1900--1958 Dirac，1902--1984 Hund，1896--19972.电子排布图原子核外电子排布可利用电子排布图来表示，这是用方框(或圆圈)和箭头表明核外电子排布的另一种方法，也叫轨道表示式；每一个方框表示一个轨道，能量相同的轨道连在一起，与电子排布式相比，它具有轨道上自旋方向和成键时电子变化明晰的特点，但是稍微麻烦些，书写时先写元素符号，再根据能量最低原理、泡利原理、洪特规则等书写，例如：3.洪特规则Hund rule基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则；洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子；【洪特规则特例】在等价轨道(同一能级)上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和较大的稳定性，可以理解为洪特规则特例；例如：铬(24Cr)：[Ar]3d54s1正确，[Ar]3d44s2错误；铜(29Cu)：[Ar]3d104s1正确，[Ar]3d94s2错误；4.能量最低原理lowest energy principle①基态是能量最低的状态，基态原子的电子排布式能量最低的原子轨道组合；②在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理lowest energy principle；③多电子原子的核外电子要先占据能量低的能层，在能量低的能层中又优先占据能量低的能级，然后再依次进入能量较高的能层，这样使整个原子处于最低的能量状态，原子轨道能量的高低依据构造原理来判断；5.补充：26Fe：1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2①电子的运动状态=电子数；(26)②电子的空间运动状态=电子所占的轨道数；(15)③电子的运动范围=能层数；(4)④电子的能量=能级数；(7)Planck，1858--1947。

课件1：1.1.2 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道

1s电子在原子核外出现的概率分布图
小黑点不表示电子，只表示电子在这里出现过一次。
小黑点的疏密表示电子在核外空间内出现的机会的多少。
电子云只是形象地表示电子出现在各点的概率高低,而实际上并不存在。
电子轮廓图的制作
常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。
核外电子运动的特征
⑴ 核外电子质量小(只有9.11×10-31 kg)，运动空间小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)。
⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
⑶无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少(概率)。
测不准原理(海森堡)
核外电子运动状态的描述
电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。
电子云轮廓图——原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
原子轨道
电子云形状 ①s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同； ②p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)； ③d电子云是花瓣形； ④f电子云更为复杂。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
第1章原子结构与性质
第一节原子结构
第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
一、基态与激发态
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
吸收能量释放能量
激发态原子能量较高
发射光谱
基态与激发态相互转化的应用
焰色反应
处__于__最__低__能__量__的__原__子_____叫做基态原子。
(2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；

材料基础

第１章原子结构与结合健前言材料是国民经济的物质基础。

通过实践和研究表明：决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律以及原子集合体的形貌特征等。

为此，我们需要了解材料的微观构造，即其内部结构和组织状态，以便从其内部的矛盾性找出改善和发展材料的途径。

金属键既无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结一般离子晶体中正负离子静电引力较强，结合牢固。

因此。

其熔点和硬度均较高。

金属键的基本特点是电子的共有化。

金属键既无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子相结合，并趋于形成低能量的密堆结构。

当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时，不至于使金属键破坏，这就使金属具有良好延展性，并且，由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电和导热性能。

1.2.2 离子键大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合。

离子键键合的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。

一般离子晶体中正负离子静电引力较强，结合牢固。

因此。

其熔点和硬度均较高。

另外，在离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此，它们都是良好的电绝缘体。

但当处在高温熔融状态时，正负离子在外电场作用下可以自由运动，即呈现离子导电性。

1.2.3 共价键两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。

共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小。

中硅和氧原子间的共价键示意图图1.6 sio2共价键在亚金属（碳、硅、锡、锗等）、聚合物和无机非金属材料中均占有重要地位。

共价键晶体中各个键之间都有确定的方位，配位数比较小。

高二化学选修物质结构：1.1 .2原子结构

归纳总结
1.每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示） ——泡利原理 2.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。 ——洪特规则
思考与交流
• 从元素周期表中查出铜的外围电子排布，它是否符合构造原理。 • 当一个能级上的电子填充达到全充满，半充满或全空时是一种稳定状态，使得体系的能量较低。 • －－这就是洪特规则的第二条。
锂、氦、汞的发射光谱
明
锂、氦、汞的吸收光谱
暗
核外电子运动的特征
宏观物体的运动特征：
• 可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度； • 可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征： • 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 • 无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。 • 无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。
课堂练习
用轨道表示式表示出下列原子的核外电子排布： N、P、Ca、Cr、Cu、Fe
• 1、当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是 • A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态 • C．碳原子要从外界环境吸收能量 D．碳原子要向外界环境释放能量
ＡＣ
Байду номын сангаас
课堂练习
分别用电子排布图、电子排布式表示出下列原子的核外电子排布： P、Ca、Cr、Cu、Fe
2、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（ C ）
A
B
C
D
核外电子运动状态的描述 • 电子云：描述核外电子运动特征的图象。 • 电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。

1.1.2构造原理与电子排布式-选择性必修二

电子排布式的书写 3．特殊原子的核外电子排布式当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。 (1)24Cr的电子排布式的书写
半充满
(2)29Cu的电子排布式的书写
全充满
【典例1】下列有关认识,正确的是 ( )
A.各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的二倍
F 1s22s22p5 [He] 2s22p5
2s1 2s22p4 2s22p5
Si 1s22s22p63s23p2 [Ne] 3s23p2 3s23p2
P 1s22s22p63s23p3 [Ne] 3s23p3 3s23p3
K 1s22s22p63s23p64s1 [Ar] 4s1
4s1
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar] 3d54s1 3d54s1
源于光谱学事实
原子元素序数名称
23 钒 24 铬 25 锰 26 铁 27 钴 28 镍 29 铜 30 锌
元素电子排布式
符号 K
L
M
V 1s2 2s22p6 3s23p6
Cr 1s2 2s22p6 3s23p6
Mn 1s2 2s22p6 3s23p6
Fe 1s2 2s22p6 3s23p6
猜想二：
√ 1s22s22p63s23p64s1
学习目标
第2课时构造原理与电子排布式
PART
01
了解原子结构的构造原理,学会书写基态原子的
核外电子排布式。
PART
02 通过认识原子核外电子排布,能辨识原子核外电子的能层、能级分布及其能量的关系。
一、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。

第1-1-2讲构造原理与电子排布式电子云与原子轨道 (解析版)

第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时构造原理与电子排布式电子云与原子轨道【典例1】（2021·河北·石家庄一中高二期末）下列说法正确的是A．不同的原子轨道形状一定不相同B．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形C．2p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】A．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，故A错误；B．现在的技术无法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，故B错误；C．任何电子层的p能级都有3个p轨道，故C正确；D．根据B项分析，氢原子s轨道呈球形，并不是电子运动轨迹呈球形，故D错误；答案选C。

【典例2】（2021·新疆·乌鲁木齐市第四中学高二期末）下列各原子或离子的电子排布式错误．．的是A．Al 1s22s22p63s23p1B．S2-1s22s22p63s23p4C．Na 1s22s22p63s1D．F 1s22s22p5【答案】B【解析】A．Al为13号元素，核外有13个电子，则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，故A正确；B．S为16号元素，核外由16个电子，而S2-核外有18个电子，3p轨道也被填满，即1s22s22p63s23p6，故B错；C．Na为11号元素，核外有11个电子，则其核外电子排布式为1s22s22p63s1，故C正确；D．F为9号元素，核外有9个电子，则其核外电子排布式为1s22s22p5，故D正确；答案选B。

【典例3】（2021·四川省资阳中学高二期中）下列说法中正确的是A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B．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C．处于最低能量的原子叫基态原子D．3d3表示3d能级有3个原子轨道【答案】C【解析】A．电子云中小黑点不代表电子，1s电子云呈球形是表示电子在该球形区域出现的几率大，A错误；B．电子云是用小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率，小黑点不代表电子，小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，B错误；C．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，C正确；D．3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个轨道，D错误；故选C。

1.1.2 原子核外电子排布所遵循的原理原子轨道

①光辐射是电子释放能量的重要形式之一
②日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都和核外电子发生跃迁后释放能量有关。
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱一、能量最低原理、基态与激发态、光谱
3.原子光谱: 不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，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。
33As：1s22s22p63s23p63d104s24p3 34Se：1s22s22p63s23p63d104s24p4
28Ni: 1s22s22p63s23p63d84s2 [Ar]3d84s2
30Zn： 1s22s22p63s23p63d104s2
35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5 36Kr: 1s22s22p63s23p63d104s24p6
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
5、光谱分析的应用：
①通过原子光谱发现许多元素。
如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。
又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。
②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等
[Ar]3d34s2
s、p、d、f 2、6、10、14
31Ga：1s22s22p63s23p63d104s24p1 32Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2
25Mn: 1s22s22p63s23p63d54s2 26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 27Co: 1s22s22p63s23p63d74s2
总之，基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特ห้องสมุดไป่ตู้则。

原子结构构造原理的应用

原子结构构造原理的应用1. 简介原子结构是物质的基本单位，理解和应用原子结构的构造原理对于理解和创新各种材料和技术具有重要意义。

本文将介绍一些基本的原子结构构造原理，并阐述它们在不同领域的应用。

2. 原子构造原理及应用2.1 原子核结构原子核是原子的重要组成部分，它由质子和中子组成。

原子核的结构原理是质子和中子通过强相互作用力相互束缚。

此原理在以下方面应用:•核能技术: 利用核裂变或核聚变等方式释放出的巨大能量，用于发电和核武器等行业。

•医学影像学: 核医学中利用放射性同位素释放的γ射线来进行诊断和治疗。

2.2 电子轨道结构电子轨道是电子在原子周围运动的路径，根据波尔理论，电子存在于特定的能级和轨道上。

该原理在以下方面应用:•半导体技术: 半导体材料中的电子轨道结构决定了其电子传输性质，因此对于半导体器件的设计和优化具有重要意义。

•光电子技术: 电子在原子轨道上跃迁时放出或吸收光子，这为光电子器件的设计和应用提供了基础。

2.3 化学键结构化学键是原子之间的电子相互作用力，决定了分子和化合物的稳定性和性质。

该原理在以下方面应用:•化学合成: 了解化学键的构造原理可以指导化学合成的设计和实现，实现新材料、新药物的研发。

•材料科学: 化学键结构是材料的力学性能、导电性、磁性等性质的决定因素，因此在材料科学领域具有重要作用。

2.4 量子化学结构量子化学是研究原子、分子在微观尺度上的性质和相互作用的学科，其基本原理是量子力学。

此原理在以下方面应用:•药物研发: 量子化学的计算方法可以帮助研究人员预测分子的性质和相互作用，以加速药物的发现和设计。

•环境科学: 量子化学的理论和模拟方法可以帮助研究人员了解分子在大气、水体和土壤中的传输和反应行为。

3. 总结原子结构构造原理的应用涉及广泛，从核能技术到医学影像学，从半导体技术到量子化学等领域都不可或缺。

理解和应用这些原理对于促进科学研究和技术创新具有重要意义。

通过深入研究原子结构构造原理及其应用，可以推动材料、医学、化学和环境等领域的进步和发展。

原子结构判断-概述说明以及解释

原子结构判断-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该对原子结构进行简要介绍，可以包括以下内容：原子是构成物质的最基本单位，它由原子核和围绕核运动的电子组成。

原子核位于原子的中心，由带正电荷的质子和带中性电荷的中子组成。

而电子则分布在围绕原子核的一系列能级轨道上。

原子结构的判断从不同层面来看，可以从原子的大小、质量、电荷数以及能级分布等方面进行判断。

原子的大小通常以原子半径来表示，较大的原子半径意味着原子整体较大；而原子的质量主要由质子和中子的质量决定，质量较大的原子通常更重；电荷数则由原子核中的质子数来决定，带有净正电荷的原子会有一个或多个额外的电子。

另外，原子的能级分布也是判断原子结构的重要指标之一。

在能级轨道上，电子按照一定的规则填充，每个能级轨道上的电子数有一定的限制。

这种填充规则被称为泡利不相容原理，它规定了每个能级上的电子自旋方向不能完全相同。

通过对原子结构的判断，可以更好地了解和解释原子的性质和行为。

对于化学、物理等领域的研究和应用都离不开对原子结构的认识和理解。

因此，正确认识和判断原子结构对于更深入地探索和理解物质世界具有重要的意义。

1.2 文章结构2. 文章结构:在本文中，我们将通过以下几个部分来探讨原子结构的判断方法。

2.1 原子结构要点1:在这一部分中，我们将介绍原子的基本组成，包括原子核、质子、中子和电子。

我们将探讨它们的特性和相互作用，以及它们在原子结构中的重要性。

2.2 原子结构要点2:在这一部分，我们将介绍原子的能级和电子排布。

我们将讨论原子中电子的能级分布以及它们所占据的轨道。

我们还将探讨电子的排布规则，如泡利不相容原理和奥克塔规则。

通过对原子核、质子、中子、电子的了解，以及对能级和电子排布的研究，我们可以更好地判断和理解原子的结构和性质。

这对于化学、物理等领域的研究具有重要意义。

接下来，在第三部分中，我们将总结本文的要点，并给出一些关于原子结构判断的结论。

1.1.2基态激发态原子轨道课件高二化学人教版选择性必修2

基态原子释放能量激发态原子
原子光谱
不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，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。
锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱
发射光谱特征:暗背景,
亮线, 线状不连续
吸收光谱特征:亮背景,
暗线, 线状不连续
锂、氦、汞的发射光谱
小黑点的疏密表示电子在核外空间内出现的机会的多少。
电子云只是形象地表示电子出现在各点的概率高低,而实际上并不存在。
二.电子云和原子轨道
氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。
2、原子轨道：
即：电子在原子核外的一个空间状态称为一个原子轨道
p原子轨道的平均半径也随能层序数增大而_____
各能级包含的原子轨道数：
1
3
5
7
同一能级中的轨道能量相等(如EnPx=EnPy=EnPz )。轨道数与电子云的伸展方向数相等。
ns能级 np能级
nd能级 nf能级
ns轨道(轨道数为1,电子云有1个伸展方向)
npx轨道 np轨道 npy轨道
简
并 (轨道数为3,电子轨云有3个伸展方向)
练习：写出下列原子的简化电子排布式：
(1)11Na________
(2)16S________
(3)34Se________
(4)20Ca________
(5)26Fe________
(6)30Zn________
二.基态、激发态、光谱
1.能量最低原理
原子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。

1.1.2构造原理与电子排布式教学设计高二化学人教版(2019)选择性必修2

1.1.2构造原理与电子排布式（第2课时）课型新课学情分析在化学必修学习阶段。

学生对原子结构与元素周期表的关系有了一定的认识，如原子的电子层数和同期序数的关系，最外层电了数和主族序数的关系，对主族元素的原子结构如何决定性质有了一定的理解，但是并不了解原子结构与周期、族等元素周期表的构成的深层关系，尤其是对过渡元素的结构与性质没有概念。

在第一节课上，学生已经了解了原子结构的发现历程，并且知道核外电子按照能量不同分为能层、同一能层的电子分成不同能级。

知道电子运动的能量状态具有量子化的特征，知道基态、激发态与原子光谱。

教材分析旧教材是把原子光谱的内容放在核外电子排布的后面，而新教材则提前，充分体现了核外电子排布规律是建立在原子光谱学的事实基础上，体现了科学发展的演变历程：基于证据——建构模型——模型局限——发现新证据——建构新模型，进一步体会科学认识是循序渐进并不断发展的。

人教版是先介绍核外电子排布规律，再讲述核外电子的运动状态，最后总结三个规律：泡利原理、洪特规则、能量最低原理。

设计理念证据推理，模型认知教学目标【教学目标】1．通过了解原子核外排布的构造原理，写出1-36号元素基态原子的电子排布式、简化电子排布式，增强证据推理意识；2．通过元素基态原子价层电子排布式的书写，探讨元素可能的化合价，提升结构决定性质的认识。

【评价目标】1．通过对构造原理的学习，诊断并发展学生证据推理的能力；2. 通过探讨过渡元素可能的化合价，诊断并发展学生对结构决定性质的认识。

教学重点构造原理、几种核外电子排布式的书写。

教学难点能级交错教学方法1．讨论法2．归纳法3. 演绎法课前准备实验视频、PPT、相关习题等。

教学过程教师主导活动学生主体活动设计意图请同学们试写出铁原子的原子结构示意图。

说说你这样写的理由。

利用学生们的两种不同猜想，引导同学们思考，哪一种方案正确？为什么？活动1：根据所学知识，试写出铁原子的原子结构示意图。

高中化学新教材教案：构造原理与电子排布式电子云与原子轨

第一章原子结构与性质第一节原子结构1.1.2构造原理与电子排布式电子云与原子轨道【教材分析】本节从介绍原子的诞生，原子结构的发现历程入手，首先介绍能层、能级的概念，在原子的基态与激发态概念的基础上介绍电子的跃迁和光谱分析；然后给出构造原理并根据构造原理书写原子的核外电子排布；根据电子云与原子轨道等概念，进一步介绍核外电子的运动状态，并介绍了泡利原理、洪特规则、能量最低原理。

本节内容比较抽象，教学过程中应注意培养学生的空间想象能力、分析推理能力及抽象概括能力。

【课程目标】课程目标学科素养1.了解原子核外电子排布的构造原理。

2.能应用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。

3.了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道1．宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能层、能级及电子排布规律2.证据推理与模型认知：结合原子模型的演变过程，掌握原子核外电子排布的构造原理【教学重难点】教学重点：构造原理与电子排布式电子云与原子轨道教学难点：电子排布式原子轨道【教学过程】[复习回顾]上节课，我们研究了原子核外电子的排布，核外电子分层排布，同一能层有不同的能级，同时研究基态与激发态、原子光谱，这节课研究以原子光谱事实为依据的构造原理。

[思考交流］（1）核外电子在能级中依据什么规律排布？（2）核外电子在能级中的排布又可以如何表示？[学生活动一］请画出1～18号元素的原子结构示意图。

结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。

[学生活动二］根据核外电子在能层中的排布规律，画出K的原子结构示意图。

分析K中电子填入的能量最高的能级，并说明判断的依据。

[归纳小结］电子在能级中的排布规律--能级交错核外电子在能级中的排布顺序：3p→4s→3d随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层，这种现象称为能级交错。

K、Ca的光谱学实验均表明，二者最外层填充的电子均在4s能级。

课件5：1.1.2 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道

元素
Cu
Ag
Au
电子层排布
元素周期表 3d104s1 4d105s1 5d106s1
构造原理 3d94s2
4d95s2 5d96s2
结论
有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如Cu、 Ag、Au等。
4、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单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。
1）1s22p1属于基态；
×
2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
×
3）1s22s2 2p63d1属于激发态； √
4）1s22s2 2p63p1属于基态；
×
相关知识回顾 1、理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：
2、原子光谱
不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，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。
3、原子光谱的分类吸收光谱
基态原子 (能量低)
吸收能量释放能量
激发态原子 (能量高)
发射光谱
发射光谱和吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
3、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。 4、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单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。 5、洪特规则特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
1、下列最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（ C ）
↑↓ ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑

构造原理与电子排布式电子云与原子轨道 (上好课)有答案

第1章原子结构与性质1.1.2构造原理与电子排布式电子云与原子轨道一．选择题（共10小题）1.下列说法不正确的是()A．同一原子的能层越高，s电子云半径越大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．书写电子排布式时，按照构造原理，依据电子的填充顺序从左到右书写能级D．处于最低能量的原子叫做基态原子，我们通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布【答案】C【解析】A、能层越高，能量越大，即不同能层同一能级的电子云半径越大，故A说法正确；B、每一个能层都是从s能级开始，其能级数等于该能层的序数，故B说法正确；C、书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写，故C说法错误；D、基态原子是处于最低能量的原子，通常所说的电子排布指的是基态原子的电子排布，故D说法正确。

故选：C2.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，下列能量大小顺序中不正确的是A．E(3d)＞E(3p)＞E(3s)B．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)C．E(4f)＞E(3d)＞E(4s)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)【答案】D【解析】各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s、2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜（n-2）f＜（n-1）d＜np，绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f…A、由以上分析可知相同能层不同能级的电子能量E（3d）＞E（3p）＞E（3s），故A正确；B、不同能层相同能级的电子能量E（3s）＞E（2s）＞E（1s），故B正确；C、由以上分析可知E（4f）＞E（3d）＞E（4s），故C正确；、选：D。

3.观察1s轨道电子云示意图，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【答案】D【解析】A、小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不表示电子数目，故A错误；B、1s轨道为球形，所以1s轨道的电子云形状为球形，故B错误；C、电子在原子核外作无规则的运动，不会像地球围绕太阳有规则的旋转，故C错误；D、小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少，密则机会大，疏则机会小，故D正确；故选：D。