人教版化学选修三讲义：第1章 第1节 第1课时 能层与能级 构造原理与电子排布式 Word版含答案

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

(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

＜E(n－1)d＜E n p。例如E4s＜E3d、E5s＜E4d。

－2)f

1．若n＝3，以下能级符号错误的是()

A．n p B．n f

C．n d D．n s

B[当n＝3时，不存在f能级。]

2．已知n表示能层序数，下列说法正确的是()

A．各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f......的顺序依次为1、3、5、7 (2)

B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层含有的能级数为n－1

D．各能层含有的电子数为2n2

A[按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2倍，A正确；任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，B、C错误；每个能层可容纳的最多电子数为2n2，但不是一定含有2n2个电子，D 错误。]

3．下列能级符号及能量大小比较正确的是()

A．2p＜2d B．3d＜4s

C．2p＜3d D．4s＜3p

[答案] C

电子排布式

1.基态原子的核外电子排布

(1)绝大多数元素的原子核外电子的排布顺序遵循构造原理。

(2)“能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按n s、(n－1)d、n p的顺序在原子轨道上排布；当出现f轨道时，电子按n s、(n－2)f、(n－1)d、n p的顺序在原子轨道上排布。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。

2．电子排布式书写

(1)“三步法”书写电子排布式