人教版高中化学选修3讲义能层与能级构造原理与电子排布式

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

目标与素养：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。(微观探析)2.了解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。(宏观辨识与模型认知)3.熟练掌握1～36号元素基态原子的核外电子排布式。(微观探析与科学探究)

一、原子的诞生 1．原子的诞生

2．宇宙的组成元素及其含量

宇宙⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪

⎫氢(H )：约为宇宙原子总数的88.6%氦(He )：约为氢原子数的1

8二者合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上 其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1% 3．地球的组成元素

地球上的元素⎩⎨⎧

非金属元素(包括稀有气体)：仅22种金属元素：绝大多数

二、能层与能级

1．能层

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。

(4)s、p、d、f能级可容纳的电子数依次为1、3、5、7的二倍。

3．能层、能级中所容纳的电子数

能层

(n)

一二三四五六七……符号K L M N O P Q ……

能级1

s

2

s

2p 3s

3

p

3

d

4s 4p

4

d

4f 5s

…

…

………………

最多电子数2 2 6 2 6

1

2 6

1

1

4

2

…

…

………………

2 8 18 32 ………………2n2

(1)原子结构示意图中有几个能层和能级？

[答案]3,4。

(2)能级n s能量一定大于(n－1)d的能量吗？

[答案]不一定。

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：①不同能层同能级符号的能量，能层越高，能量越高。②同能层不同能级符号的能量按n s、n p、n d、n f的顺序递增。

2．电子排布式

(1)含义

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。

(2)表示形式及各符号含义

(3)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。

微点拨：简化式就是将内层部分电子排布式用稀有气体符号表示的式子。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)能层就是电子层，包含不同的能级()

(2)能层越高，离原子核越远()

(3)n s、n p、n d最多容纳的电子数均为2()

(4)每一能层均包含s、p、d、f能级()

[答案](1)√(2)√(3)×(4)×

2．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

[答案] B

3．写出下列原子的电子排布式和简化式

(1)O________________；(2)F________________；

(3)Na________________；(4)S________________。

[答案](1)1s22s22p4，[H e]2s22p4

(2)1s22s22p5，[H e]2s22p5

(3)1s22s22p63s1，[Ne]3s1

(4)1s22s22p63s23p4，[Ne]3s23p4

能层、能级与构造原理

1.能层与能级中的四个数量关系

(1)任一能层，能级数＝能层序数，且总是从s能级开始。

(2)能级最多容纳的电子数＝能级中轨道数目的2倍，即以s、p、d、f……排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5、7……的2倍。

(3)每一能层中最多容纳的电子数是能层序数的平方的2倍，即2n2(n代表能层序数)。

(4)不同能层中相同能级所容纳的最多电子数相同。

2．根据构造原理理解各能级的能量大小关系

(1)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如，1s＜2s＜3s……，2p＜3p＜4p……

(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是n s＜n p＜n d＜n f……。例如，第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。

(3)能层和能级都相同的各原子轨道能量相等。例如，2p x＝2p y＝2p z。

(4)从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序即能量由低到高的顺序，E n s＜E(n－2)f＜E(n－1)d＜E n p。例如E4s＜E3d、E5s＜E4d。

1．若n＝3，以下能级符号错误的是()

A．n p B．n f