课件8：1.1.1 能层与能级 构造原理
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的全部质量，电子在原子核外空间
绕核做高速运动。
α粒子散射实验
卢瑟福原子模型
Au
玻尔原子模型（1913年）
玻尔借助诞生不久的量子理论改进
玻 尔
了卢瑟福的模型。
原
子 玻尔原子模型（又称分层模型）：
模 型
当原子只有一个电子时，电子沿特定
球形轨道运转；当原子有多个电子时，
它们将分布在多个球壳中绕核运动。 丹麦物理学家玻尔
高
1
2
3
4
5
6
7
K
L
M
N
O
P
Q
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。 即：能层序号 1 2 3 4 5 6 7 符 号 KLMN O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
（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）；次外层电子数最多不超过18 个；倒数第三层不超过32个。
M层 N层
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。 氢 H 1s1 钠 Na 1s22s22p63s1 铝 Al 1s22s22p63s23p1
4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 1s2 2s22p1 6 碳C 1s2 2s22p2 7 氮N 1s2 2s22p3 8 氧O 1s2 2s22p4 9 氟F 1s2 2s22p5 10 氖Ne 1s2 2s22p6
一颗原子的时空之旅————从大爆炸到生命诞生的故事
人类认识原子的过程
人类在认识自然的过程中，经 历了无数的艰辛，正是因为有 了无数的探索者，才使人类对 事物的认识一步步地走向深入， 也越来越接近事物的本质。随 着现代科学技术的发展，我们 现在所学习的科学理论，还会 随着人类对客观事物的认识而 不断地深入和发展。
不同能级中的s级，所容纳的电子数是相同的，但是 能量是不同的。
总结： ①能层的能级数等于该能层序数。 ②任一能层的能级总是从s能级开始。 ③在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是： ns＜np＜nd＜nf…
C原子的原子 +6 2 4
结构示意图 【思考】怎样用能层，能级表示核外电子排布？
问题探究 根据已有知识，试写出K原子的可能电子排布式 与原子结构示意图？ 猜想一： 1s22s22p63s23p63d1
电子是种带负电、有一定质量的微
汤
粒，普遍存在于各种原子之中。
姆
生 原
汤姆生原子模型：原子是一个平均
子
分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着
模
型
许多电子，中和了电荷，从而形成
了中性原子。原子是一个球体，正
英国物理学家汤姆生 电荷均匀分布在整个球体内，电子 （J.J.Thomson ,1856～1940）
像面包里的葡萄干镶嵌其中。
汤姆生原子模型
汤姆生
α粒子散射实验（1909年）——原子有核
卢瑟福和他的助手做了著名α粒子
卢 散射实验。根据实验，卢瑟福在
瑟 1911年提出原子有核模型。 福
原 子
卢瑟福原子模型（又称行星原子模
模 型）：原子是由居于原子中心的带
型
正电的原子核和核外带负电的电子
构成。原子核的质量几乎等于原子 英国科学家卢瑟福 （E.Rutherford,1871～1937)
不同的电子运转轨道是具有一定级 （N.Bohr,1885～1962)
差的稳定轨道。
玻尔原子模型（1913年）
电子云模型（1935年）
电 子 云 模 型
现代物质结构学说 氢原子电子云图
人类在认识自然的过程中，经 历了无数的艰辛，正是因为有 了无数的探索者，才使人类对 事物的认识一步步地走向深入， 也越来越接近事物的本质。随 着现代科学技术的发展，我们 现在所学习的科学理论，还会 随着人类对客观事物的认识而 不断地深入和发展。
注意
原子的简化电子排布：原子实
P7 【思考与交流】2
Na的简化电子排布：[Ne]3s1
上式方括号里的符号的意义是： 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 练习：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？
O： [He]2s22p4 Si： [Ne]3s23p2 Fe： [Ar]3d64s2
7s
7p
7
核
外
6s
6p
6d
6
电
5s
5p
5d
5f
5
子
填
4s
4p
4d
4f
4
充
顺
3s
3p
3d
3
序
图
2s
2p
2
1s
1
问题解释： 猜想一： 1s22s22p63s23p63d1
猜想二： 1s22s22p63s23p64s1
各能层能级能量关系
构造原理中排布顺序的实质 -----各能级的能量高低顺序
(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： ns＜np＜nd＜nf
【学与问】2.不同的能层分别有多少个能级，与能层 的序数（n）间存在什么关系？
第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和 2p)，第3能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。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!
【学与问】3.英文字母相同的不同能级中所容纳的最 多电子数是否相同？
排布式：
（1）Ne 1s22s22p6
。
（2）S 1s22s22p63s23p4
。
（3）29Cu 1s22s22p63s23p63d10404s24p2
。
本节内容结束
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能层 K L
M
N
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 容纳
电子
数2 8
18
32
…
【学与问】1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（n）间存在什么关系？
能层最多可容纳的电子数为2n2个。
近
代 原 子 论
发 现 电 子
带 核 原 子
轨 道 原 子
结
结
构
构
模
模
型
型
电 子 云 模 型
近代科学原子论（1803年）
一切物质都是由最小的不能再
道 尔
分的粒子——原子构成。
顿 原
原子模型：原子是坚实的、不
子 可再分的实心球。 模
型
英国化学家道尔顿 （J.Dalton , 1766～1844)
原子并不是构成物质的最小微粒 ——汤姆生发现了电子(1897年)
（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近 的能层，然后才由里往外，依次排在能量 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，必须 同时满足 各项要求。
（2）能级 在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同， 还可以把它们分成能级。 表示方法及各能级所容纳的最多电子数：
原子
不显 电性
原子核 （正电）
核外电子 （负电）
质子（正电）
中子（不带电） 分层排布 与物质化学性质密切相关
二. 能层与能级 （1）能层 在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电 子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。
核外电子分层排布 依据核外电子的能量不同：
离核远近：近
远
能量高低：低
(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： 1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p; 3d＜4d
(3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np (n为能层序数)
想一想
第3层 第4层 第2层 第1层
钙Ca +20 2 8 8 2
钙Ca
K层 L层
1s22s22p63s23p64s2
【课堂练习】
1. 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( B ) 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
2. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ BC ） A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6 B. O2- 1s22s23p4 C. Cl- 1s22s22p63s23p5 D. Ar 1s22s22p63s23p6
3. 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，下列能量大小 顺序中正确的是 ( A ) A.E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B.E(3s)＞E(3p)＞E(3d) C.E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D.E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
4. 请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子
第1课时 能层与能级 构造原理
【学习目标】 1.了解人类认识原子的历史。 2.理解能层能级的概念，以及它们之间的关 系。 3.能根据构造原理用电子排布式表示1-36原 子核外电子的排布。
宇宙大爆炸 宇宙大爆炸
问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的， 那么原子是怎样诞生的呢？ P4
1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论
猜想二： 1s22s22p63s23p64s1
三. 构造原理与电子排布式 构造原理：P5 随原子核电荷数递 增，绝大多数原子 核外电子的排布遵 循如右图的排布顺 序，这个排布顺序 被称为构造原理。
【思考】：有何规律？
能级交错
构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d
宇宙大爆炸 2h后
诞生
大量的氢 原子核的
大量的氦 熔合反应 极少量的锂 合成
其他元素
一. 开天辟地—原子的诞生 思考与交流 阅读课本P4
宇宙中最丰富的元素是那一种？
宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？ 氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%（氦约为
氢的1／8），另外还有90多种元素，它们的原子总数 加起来不足1%。宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄 已有46亿年。地球上的元素绝大多数是金属，非金属 仅22种。
绕核做高速运动。
α粒子散射实验
卢瑟福原子模型
Au
玻尔原子模型（1913年）
玻尔借助诞生不久的量子理论改进
玻 尔
了卢瑟福的模型。
原
子 玻尔原子模型（又称分层模型）：
模 型
当原子只有一个电子时，电子沿特定
球形轨道运转；当原子有多个电子时，
它们将分布在多个球壳中绕核运动。 丹麦物理学家玻尔
高
1
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K
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M
N
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P
Q
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。 即：能层序号 1 2 3 4 5 6 7 符 号 KLMN O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
（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）；次外层电子数最多不超过18 个；倒数第三层不超过32个。
M层 N层
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。 氢 H 1s1 钠 Na 1s22s22p63s1 铝 Al 1s22s22p63s23p1
4 铍Be 1s2 2s2 5 硼B 1s2 2s22p1 6 碳C 1s2 2s22p2 7 氮N 1s2 2s22p3 8 氧O 1s2 2s22p4 9 氟F 1s2 2s22p5 10 氖Ne 1s2 2s22p6
一颗原子的时空之旅————从大爆炸到生命诞生的故事
人类认识原子的过程
人类在认识自然的过程中，经 历了无数的艰辛，正是因为有 了无数的探索者，才使人类对 事物的认识一步步地走向深入， 也越来越接近事物的本质。随 着现代科学技术的发展，我们 现在所学习的科学理论，还会 随着人类对客观事物的认识而 不断地深入和发展。
不同能级中的s级，所容纳的电子数是相同的，但是 能量是不同的。
总结： ①能层的能级数等于该能层序数。 ②任一能层的能级总是从s能级开始。 ③在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是： ns＜np＜nd＜nf…
C原子的原子 +6 2 4
结构示意图 【思考】怎样用能层，能级表示核外电子排布？
问题探究 根据已有知识，试写出K原子的可能电子排布式 与原子结构示意图？ 猜想一： 1s22s22p63s23p63d1
电子是种带负电、有一定质量的微
汤
粒，普遍存在于各种原子之中。
姆
生 原
汤姆生原子模型：原子是一个平均
子
分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着
模
型
许多电子，中和了电荷，从而形成
了中性原子。原子是一个球体，正
英国物理学家汤姆生 电荷均匀分布在整个球体内，电子 （J.J.Thomson ,1856～1940）
像面包里的葡萄干镶嵌其中。
汤姆生原子模型
汤姆生
α粒子散射实验（1909年）——原子有核
卢瑟福和他的助手做了著名α粒子
卢 散射实验。根据实验，卢瑟福在
瑟 1911年提出原子有核模型。 福
原 子
卢瑟福原子模型（又称行星原子模
模 型）：原子是由居于原子中心的带
型
正电的原子核和核外带负电的电子
构成。原子核的质量几乎等于原子 英国科学家卢瑟福 （E.Rutherford,1871～1937)
不同的电子运转轨道是具有一定级 （N.Bohr,1885～1962)
差的稳定轨道。
玻尔原子模型（1913年）
电子云模型（1935年）
电 子 云 模 型
现代物质结构学说 氢原子电子云图
人类在认识自然的过程中，经 历了无数的艰辛，正是因为有 了无数的探索者，才使人类对 事物的认识一步步地走向深入， 也越来越接近事物的本质。随 着现代科学技术的发展，我们 现在所学习的科学理论，还会 随着人类对客观事物的认识而 不断地深入和发展。
注意
原子的简化电子排布：原子实
P7 【思考与交流】2
Na的简化电子排布：[Ne]3s1
上式方括号里的符号的意义是： 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 练习：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？
O： [He]2s22p4 Si： [Ne]3s23p2 Fe： [Ar]3d64s2
7s
7p
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核
外
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5d
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填
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顺
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3p
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序
图
2s
2p
2
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1
问题解释： 猜想一： 1s22s22p63s23p63d1
猜想二： 1s22s22p63s23p64s1
各能层能级能量关系
构造原理中排布顺序的实质 -----各能级的能量高低顺序
(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： ns＜np＜nd＜nf
【学与问】2.不同的能层分别有多少个能级，与能层 的序数（n）间存在什么关系？
第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和 2p)，第3能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。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!
【学与问】3.英文字母相同的不同能级中所容纳的最 多电子数是否相同？
排布式：
（1）Ne 1s22s22p6
。
（2）S 1s22s22p63s23p4
。
（3）29Cu 1s22s22p63s23p63d10404s24p2
。
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M
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能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 容纳
电子
数2 8
18
32
…
【学与问】1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（n）间存在什么关系？
能层最多可容纳的电子数为2n2个。
近
代 原 子 论
发 现 电 子
带 核 原 子
轨 道 原 子
结
结
构
构
模
模
型
型
电 子 云 模 型
近代科学原子论（1803年）
一切物质都是由最小的不能再
道 尔
分的粒子——原子构成。
顿 原
原子模型：原子是坚实的、不
子 可再分的实心球。 模
型
英国化学家道尔顿 （J.Dalton , 1766～1844)
原子并不是构成物质的最小微粒 ——汤姆生发现了电子(1897年)
（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近 的能层，然后才由里往外，依次排在能量 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，必须 同时满足 各项要求。
（2）能级 在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同， 还可以把它们分成能级。 表示方法及各能级所容纳的最多电子数：
原子
不显 电性
原子核 （正电）
核外电子 （负电）
质子（正电）
中子（不带电） 分层排布 与物质化学性质密切相关
二. 能层与能级 （1）能层 在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电 子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。
核外电子分层排布 依据核外电子的能量不同：
离核远近：近
远
能量高低：低
(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： 1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p; 3d＜4d
(3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np (n为能层序数)
想一想
第3层 第4层 第2层 第1层
钙Ca +20 2 8 8 2
钙Ca
K层 L层
1s22s22p63s23p64s2
【课堂练习】
1. 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( B ) 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
2. 下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ BC ） A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6 B. O2- 1s22s23p4 C. Cl- 1s22s22p63s23p5 D. Ar 1s22s22p63s23p6
3. 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，下列能量大小 顺序中正确的是 ( A ) A.E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B.E(3s)＞E(3p)＞E(3d) C.E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D.E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
4. 请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子
第1课时 能层与能级 构造原理
【学习目标】 1.了解人类认识原子的历史。 2.理解能层能级的概念，以及它们之间的关 系。 3.能根据构造原理用电子排布式表示1-36原 子核外电子的排布。
宇宙大爆炸 宇宙大爆炸
问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的， 那么原子是怎样诞生的呢？ P4
1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论
猜想二： 1s22s22p63s23p64s1
三. 构造原理与电子排布式 构造原理：P5 随原子核电荷数递 增，绝大多数原子 核外电子的排布遵 循如右图的排布顺 序，这个排布顺序 被称为构造原理。
【思考】：有何规律？
能级交错
构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d
宇宙大爆炸 2h后
诞生
大量的氢 原子核的
大量的氦 熔合反应 极少量的锂 合成
其他元素
一. 开天辟地—原子的诞生 思考与交流 阅读课本P4
宇宙中最丰富的元素是那一种？
宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？ 氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%（氦约为
氢的1／8），另外还有90多种元素，它们的原子总数 加起来不足1%。宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄 已有46亿年。地球上的元素绝大多数是金属，非金属 仅22种。