高中化学 第一章第一节 第1课时 能层与能级 构造原理教案 新人教版选修3

第1课时能层与能级构造原理

[明确学习目标] 1.了解原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。2.了解构造原理，知道原子核外电子的能级分布。3.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。

学生自主学习

一、原子的诞生、能层与能级

1．原子的诞生

(1)

(2)宇宙中元素的组成及含量

(3)地球的组成元素

2．能层与能级

05能量差异，将核外电子分成不同的能层，能层

(1)能层：根据多电子原子的核外电子的□

用n表示，n值越大，能量越高。

(2)能级

06能量也可能不同，将它们分成不同能级。

①根据多电子原子中同一能层电子的□

②能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f等组合在一起来表示，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、能级与其容纳的最多电子数之间的关系

二、构造原理与电子排布式

1．构造原理

随着原子□01核电荷数的递增，绝大多数元素的原子□02核外电子排布遵循下列顺序：

2．电子排布式

(1)将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的□

03右上角，并按照□04能层从左到右的顺序排列的式子，称为电子排布式。如：

(2)实例：Mg、Cl、Ca的电子排布式：

Mg：1s22s22p63s2Cl：1s22s22p63s23p5

Ca：1s22s22p63s23p64s2

1．是否每个能层都有s能级？请具体说明。

提示：是。任一能层的能级总是从s能级开始，如K层只有s能级，L层有s和p两个能级，M层有s、p、d三个能级，以此类推，因此每个能层都有s能级。

2．能层所包含的能级数与该能层的序数有关系吗？举例说明。

提示：有，是相等关系。如：M能层的能级数为3，分别是3s、3p、3d。

3．能层越大，能级的能量越高吗？

提示：不是。从构造原理示意图中可以看出能级的能量高低除了符合E(n s)E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。

课堂互动探究

一、能层与能级的有关规律

(1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)。

例如：K层最多容纳2个电子；L层最多容纳8个电子；M层最多容纳18个电子；N层最多容纳32个电子……

(2)在每一个能层中，能级符号的顺序是n s、n p、n d、n f……(n为能层序数)。

(3)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一(K)能层只有1个能级，第二(L)能层有2个能级，第三(M)能层有3个能级，以此类推。

(4)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2倍。

(5)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳2个电子。

[即时练]

1．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

解析根据现代大爆炸宇宙学理论，自然界中的元素在大爆炸中已经全部生成，但恒星间仍然存在着不同元素间的转化(核裂变和核聚变)，这一过程中没有新元素(未被发现的元素)生成。

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

答案 A

解析按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。

二、构造原理与电子排布式

1．基态原子电子排布式的书写方法

构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。

第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……

第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。

第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。

2．依据构造原理：能级的能量顺序为n p<(n＋1)s

3．离子的电子排布式

(1)判断该原子变成离子时会得到或失去的电子数。

(2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一般来说，主族元素只失去它们的最外层电子，而副族和第Ⅷ族元素可能还会进一步向里失去内层电子。

(3)原子得到电子而形成阴离子，则得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。

4．简化电子排布式

如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。

[即时练]

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(n l)表示某能级的能量，以下各式中正确的是( )

A．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)

B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)