最新人教版高中化学《原子结构》名师导航

第一节原子结构名师导航知识梳理1.开天辟地——原子的诞生(1)现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次__________。

(2)__________是宇宙中最丰富的元素。

地球上绝大多数是__________，非金属（包括稀有气体）仅__________种。

2.能层与能级(1)多电子原子中，按电子的__________差异，可以将核外电子分成不同的能层，并用符号________________表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层。

(2)多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能__________，还可以把它们分成__________，能级符号的顺序是__________________（n），任一能层的能级总是从__________能级开始，而且能级数等于该____________________。

(3)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__________倍。

(4)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__________。

3.构造原理试根据构造原理写出第10号元素Ne、第13号元素Al、第26号元素Fe的电子排布式及简化电子排布式：Ne______________________________，Al______________________________，Fe______________________________。

4.能量最低原理、基态与激发态、光谱(1)原子的电子排布遵循构造原理能使____________________，简称能量最低原理；处于__________叫做基态原子；当基态原子的电子__________能量后，电子会跃迁到__________，变成激发态原子。

(2)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__________光谱或__________光谱，总称原子光谱。

5.电子云与原子轨道(1)电子在核外空间做高速运动，__________________（填“有”或“没有”）确定的轨道，只能确定它在原子核外各处出现的__________________，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作___________________。

(2)制作电子云轮廓图是为了表达_________________，给出电子在核外空间里经常出现的_________________，人们把这种电子云轮廓图称为_________________。

(3)s电子的原子轨道都是__________形的（原子核位于球心），能层序数n越大，原子轨道的半径__________；p电子的原子轨道是__________形的，每个p能级有__________个原子轨道，它们相互__________，分别以__________为符号，p电子原子轨道的平均半径随n的增大而__________。

(4)______________________________________，这个原理是由____________________首先提出的，称为泡利原理。

在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是__________的，电子自旋可以比喻成地球的自转，自旋只有两种方向：__________________。

__________________，这个规则是由__________首先提出的，称为洪特规则。

知识导学学习本节前应先复习《必修2》第一章第一节的核素及第二节的原子核外电子的排布部分，本节是在此基础上，进一步深入地研究原子的结构，并为后续章节内容的学习奠定基础。

核外电子是按照能量的不同分成不同的能层及能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。

学习时要注意区分能层及能级的概念、表示符号的不同，以及二者的关系——能级数等于该能层序数。

原子核外电子的能层和能级可容纳的最多电子数要熟记，学习原子轨道的基础上可以理解1、3、5、7……是s、p、d、f……能级里的原子轨道数，乘以2是由于每个轨道里最多只能容纳2个电子。

构造原理给出了电子的排布次序，要会应用构造原理写出常见元素（1～36号）基态原子的电子排布式，不要求深究构造原理中能级次序的 原因 。

能量最低原理要熟记。

原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。

在日常生活中看到的许多可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。

现代化学中，常利用原子光谱中的特征谱线来鉴定元素，即光谱分析。

原子核外电子的运动状态，不可能像宏观运动物体那样有确定的轨道，可以用电子云来形象地描述电子在核外各处出现的概率。

原子轨道是其中的电子于电子层中行走的更精小的划分。

电子层可再细分成次电子层，其中又以形状分成四种（随新元素的发现，可能会出现第五种）。

次电子层也正是原子轨道的集合。

根据第二周期元素基态原子的电子排布图可以总结出泡利原理及洪特规则。

电子在排布时必须遵循能量最低原理、泡利原理及洪特规则。

可以通过练习一些元素（如N、O、Mg、Si等）原子的电子排布图，加深对泡利原理和洪特规则的理解。

注意电子排布式和电子排布图的区别。

疑难突破1.如何理解基态、激发态与原子光谱？剖析：处于最低能量的原子叫做基态原子，基态原子是稳定的，此时电子尽可能地在离核最近的轨道上运动，这时原子的能量最低，若不加外界条件，则电子既不吸收，也不释放能量。

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，此时的原子处于不稳定状态；相反，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，吸收或释放的能量都是以光子的形式进行的。

因此，我们日常生活中看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁吸收或释放能量有关。

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，每种原子都有自己特征的光谱，在现代化学中，常利用原子光谱中的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

2.什么是电子云，电子云表示的意义是什么？剖析：当电子在原子核外很小的空间内做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，它们没有确定的轨道，因此，不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，也不能描画出它的运动轨迹。

我们在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。

电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“电子云”。

电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；电子云密度小的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现的机会少。

即只能确定它在原子核各处出现的概率。

疑难导析从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。

联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。

对于光谱分析的应用可举例说明，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展自己的知识面。

理解电子在原子核外空间所做的高速运动，可以与普通物体进行对比，首先要弄清电子的运动有无确定的轨道，能否同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，能否描画出它的运动轨迹。

然后要弄清能否用电子在核外空间某处出现机会的多少描述电子的运动，明确电子出现机会的多少与电子云密度大小的关系。

问题探究问题：从质量、运动速度、运动范围等方面对比核外电子运动和宏观物体运动的区别，探究如何描述电子在原子核外的运动。

探究：(1)核外电子运动和宏观物体运动的区别的探究质量极小的核外电子在原子核外那个“很大”的空间里做高速运动，与宏观物体有显著不同，不能用宏观物体运动的方法来描述微观粒子运动，只能确定它在原子核外各处出现的概率。

(2)核外电子运动的探究核外电子在同一能级上排布时所遵循的规律：①一个轨道上最多只能容纳2个电子且自旋方向相反即泡利原理；②电子在同一能级上排布时，总是优先单独占据不同的轨道而且自旋方向相同，即洪特规则。

问题导思(1)先分析宏观物体运动的特点，然后找出核外电子运动和宏观物体运动的区别，确定核外电子运动和宏观物体运动有无确定的轨道，能否同时准确地测定某一时刻所处的位置和运动的速度等。

阅读教科书的相关内容，分析理解电子在原子核外空间出现概率的方式来描述电子的运动，进而认识电子云和原子轨道的概念；(2)根据教科书中“科学探究”给出的第二周期基态原子的电子排布图，讨论电子在同一能级上排布的规律。

典题精讲【例1】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 x__________3p z (4)3p__________3s(5)4f__________6f (6）3d__________4s思路解析：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：n s＜n p＜n d＜n f；不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s＜2s＜3s ＜4s……；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3p x=3p y=3p z；对于处在不同能层的原子轨道不同的能级，电子排布的先后次序为n s、(n-2)f、(n-1)d、n p。

答案：(1)＜(2)＜(3)=(4)＞(5)＜（6）＞[]【例2】下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Na+1s22s22p6B.F1s22s22p5C.Cl-1s22s22p63s23p5D.Ar1s22s22p63s23p6思路解析：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能层、能级排列，Cl-应是Cl 原子得两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【例3】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?思路解析：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，违反了泡利不相容原理。

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，违反了泡利不相容原理典题导考绿色通道：原子里面电子的轨道是分为不同的等级，越靠近原子核的轨道能量越低。