人教版高中化学选修三课件第一章第一节

(2)每一个能层(序数n)有n2个原子轨道，故每 一个能层最多可容纳的电子数为2n2。 (3)不同能层中，英文字母相同的不同能级最 多可容纳的电子数相同。
即时应用
1.某一能层上nf 能级所容纳的最多电子数是
()
A．6
B．10
C．14
D．15
解析：选C。f 能级有7个原子轨道，每一个
原子轨道最多只能容纳2个电子，故nf 能级
高中化学课件
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第一章 原子结构与性质
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
课程标准导航 1.了解原子结构的构造原理。 2．知道原子核外电子的能级分布，能用电 子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电 子的排布。 3．了解能量最低原理,知道基态与激发态， 知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁 产生原子光谱。 4．了解原子核外电子的运动状态，知道电 子云和原子轨道。
想一想 2．电子云图中的小黑点密度的大小是否表示 电子的多少？ 提示：不是。电子云图中的一个小黑点并不 代表一个电子，而是表示电子在此位置曾经 出现过；小黑点密度的大小，表示在一定时 间内电子出现的概率的大小。
2.原子轨道 (1)定义 量子力学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。形象地认为_电__子__云__ 轮廓图称为原子轨道。 (2)形状 s电子的原子轨道都是_球__形，p电子的原子轨 道都是_哑__铃__形。
(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns→(n－1)d 顺序填充，但在书写电子排布式时，仍按(n －1)d、ns；反应失去电子时，却先失去ns 电子，后失去(n－1)d电子。
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[经典案例] 原子的最外层电子数为什么不超 过8个，次外层电子数为什么不超过18个？ 【答案】 根据构造原理，由于能级交错的 原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满时(共4个轨 道，最多容纳8个电子)，多余的电子不是填入 nd，而是填入(n＋1)层，因此最外层电子数不 超过8个。
【思路点拨】 解答此题注意以下两点： (1) 各能层所含能级的种类。 (2) 描述电子的运动状态要从能层、能级、原 子轨道、电子的自旋方向四个方面。 【解析】 n＝2有2个电子层，最高能级为2p ，不会出现d能级。 【答案】 B
题型 2 核外电子的排布规律 例2 下列元素原子或离子的电子排布式是
2.（2012·武汉高二质检）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( )
解析：选B。A项违背了能量最低原理；C 项违背了洪特规则;D项违背了泡利原理。
3.比较下列多电子原子的能级能量高低。 (1)1s ,3d (2)3s,3p,3d (3)2p,3p,4p 解析：不同能层中,英文字母相同的不同能级, 能层序数越大,其能量就越高；同一能层中,各 能级之间的能量大小关系是s＜p＜d＜f……。 答案：(1)1s<3d (2)3s<3p<3d (3)2p<3p<4p
要点归纳 1.能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原 理。原子核外电子总是优先占据能量低的轨 道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整 个原子处于能量最低的状态。 2.泡利原理：一个原子轨道上最多只能容纳2 个电子，而且自旋方向相反。如2s2上的电子 排布图为 ，不能表示为 。
(1)电子自旋可以比喻成地球的自转,自旋只有 两种方向：顺时针方向和逆时针方向； (2)将在同一原子轨道上运动的、自旋方向相 反的两个电子称为电子对,用方向相反的箭头 “↑↓”来表示；将在原子轨道上运动的单 个电子称为单电子或未成对电子。
同理，可解释次外层电子数为什么不超过18 个。若第n层为最外层，由于E(n－1)f>E(n－ 1)s>Enp，在(n＋1)层出现前，次外层只有(n －1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个 能级共有9个轨道，最多可容纳18个电子， 因此次外层电子数不超过18个。
(3)数目 ns能级各有_1个轨道，np能级各有_3个轨道， nd能级各有_5个轨道，nf能级各有_7_个轨道。 (4)原子轨道的半径大小 能层序数n越大,ns电子的原子轨道半径_越__大_； p能级有_p_x_、__p_y、__p_z_三个相互垂直的原子轨道, 能层序数n_越__大___，np电子原子轨道的平均半 径越大。
(2)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。 (3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相 等。 例如：2px＝2py＝2pz。
3.各能层、能级所容纳电子数 (1)以s、p、d、f……排序的各能级含有的原 子轨道数目分别为1、3、5、7……，每一个 原子轨道最多只能容纳2个电子，因此，以s、 p、d、f……排序的各能级最多可容纳的电子 数依次为2、6、10、14……。
新知初探自学导引
自主学习 一、开天辟地——原子的诞生 现代大爆炸宇宙学理论认为，宇宙中含量最 丰富的元素是_氢__，其次是_氦__元素。
二、能层与能级 1.分类依据 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；又同一能层电 子_能__量___的不同，将它们分成不同的能级。
3.电子排布图 每个方框代表一个_原__子__轨__道__，每个箭头代 表一个电子。如：氧原子电子排布图：
自主体验
1.下列电子层中,包含有f能级的是（ ）
A.K电子层
B.L电子层
C.M电子层
D.N电子层
解析：选D。能层数=能层中所包含的能级
数。若含有f能级则能层数必须大于等于4,
即从N层开始往后才会出现f能级。
六、泡利原理和洪特规则 1.泡利原理：1个原子轨道最多只能容纳2个电 子，而且这2个电子的自旋方向必须__相__反_(用 “↑↓”表示)。如，ns2的原子轨道上的电子 排布为 ,不能表示为 。 2.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__。
【答案】 (1)错误，违背了洪特规则 (2) 错 误，违背了能量最低原理 (3) 错误，违背了 泡利原理 (4)正确
【名师点睛】 (1)进行核外电子排布时，要 注意能量最低原理、泡利原理、洪特规则三 者兼顾，综合分析。 (2)对于处在不同能层的不同的能级存在能级 交错现象，电子排布的先后次序为：ns、(n －2)f、(n－1)d、np；对于1～36号元素，应 重点记忆的是 “1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一 顺序。
2.表示方法
序号 一 二
能 符号 _K__ _L__
层
最多电 子数
__2_
_8__
能 符号 1s 2s 2p 级 最多电
子数 2 2 6 电子离核
远近 电子能量
高低
三
四
五
_M__ _N__ __O_
_1_8__ __3_2__ _5_0_
3s 3p 3d 26 10
4s 4p 4d 4f 26 10 14
【思路点拨】 解答此题注意以下三点：(1) 要明确能量最低原理、泡利原理、洪特规则 的内容和应用；(2)区分电子排布式、简化的 电子排布式和电子排布图；(3)区分原子的电 子排布式和离子的电子排布式。
【解析】 从电子排布遵循的原则入手，看 是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规 则及其特例。 6C 的电子排布式应为 1s22s22p1x2p1y2p0z ； 21Sc 的 电 子 排 布 式 应 为 1s22s22p63s23p63d14s2； 22Ti 的电子排布式应为[Ne]3s23p63d24s2。
激发态原子。
3.光谱与光谱分析 (1)光谱形成原因 不同元素的原子发生_跃__迁___时会吸收或释放 不同的光。 (2) 原子光谱 各种元素的电子的_吸__收__光谱或_发__射__光谱， 总称原子光谱。
(3)光谱分析 在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线 来鉴定_元__素__的分析方法。 五、电子云与原子轨道 1.电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原 子核外空间的_概__率_密度分布的形象化描述。
的能量较低,原子较稳定。
即时应用
2.在d轨道中电子排布成
,而不排
布成
,其最直接的根据是( )
A.能量最低原理
B.泡利原理
C.原子轨道构造原理
D.洪特规则
解析：选D。洪特规则的内容是当电子排布在
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。
题型探究技法归纳
题型1 能层、能级与原子轨道 (2例0112·天津高二检测)某同学查阅资料时获得 对一原子中某电子运动状态的描述，判断其 中描述一定错误的是( ) A．n＝3 能级种类d 自旋状态↑ B．n＝2 能级种类d 自旋状态↓ C．n＝4 能级种类p 自旋状态↓ D．n＝3 能级种类p 自旋状态↑
要点突破讲练互动
要点1 能层与能级的组成及能量关系 探究导引1 对于多电子原子，为什么将核外 电子分为不同的能层和能级？ 提示：电子的能量存在差异。
探究导引2 对于多电子原子，为什么各能 层最多可容纳的电子数不同？ 提示：各能层所含能级不同，各能级所含电 子数不同。
要点归纳 1.不同能层的能级组成 任一能层的能级总是从s能级开始，能级符号 的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)。 能层的能级数等于该能层的序数。 2.不同能层中各能级之间的能量大小关系 (1)不同能层中，英文字母相同的不同能级， 能层序数越大，原子轨道的半径越大，其能 量就越高。 例如：1s＜2s＜3s……，2p＜3p＜4p……。
3.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。如2p3的电子排布图为
,不能表
示为。
4.洪特规则的特例:有少数元素的基态原子的电
子排布相对于构造原理有1个电子的偏差。因
为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、
半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时,体系
所容纳的最多电子数是14。
要点2 核外电子排布的原则
探究导引3 为什么K原子的原子结构示
意图不是
，而是
？
提示：由于出现能级交错现象，K原子排满
第一层和第二层后，在排第三层时，先排满
3s能级、3p能级，最后一个电子进入4s能级
而不是3d能级。
探究导引4 如何准确描述原子核外电子的运 动状态？ 提示：准确描述电子的运动状态要从能层、能 级、原子轨道、电子的自旋方向四个方面。即 在任何一个原子中找不到两个运动状态完全相 同的电子。
否正确？若不正确，各违背了哪一规律？ (1)6C 1s22s22p2x2p0y2p0z _________________； (2)21Sc 1s22s22p63s23p63d3______________； (3)22Ti [Ne]3s23p10____________________； (4)20Ca2＋ 1s22s22p63s23p6_______________。
5s 5p…
2 6…
近―→远
_低__―→_高__
六 七… __P_ Q… …… ……
…… ……
…… ……
பைடு நூலகம்、构造原理 1.构造原理示意图
想一想 1．构造原理表示什么含义？ 提示：在多电子原子中，电子在能级上的排 布顺序是：电子先排在能量低的能级上，然 后依次排在能量较高的能级上。
2.电子排布式：能级符号右上角的数字是该 能级上排布的电子数。如钠元素基态原子的 电子排布式为_1_s_22_s_2_2_p_6_3_s1_，简化电子排布式 为[Ne]3s1，其中方括号里的符号的意义是Na 的内层电子排布与稀有气体Ne的核外电子排 布相同。
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.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。
2.基态原子与激发态原子
(1)处于_最__低__能__量___的原子叫做基态原子。
(2)基态原子
吸收能量后电子跃迁 释放能量后电子跃迁