能层与能级、构造原理

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一
二
三
2 .电子排布式 将各能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角,并按照能层、 能级 从左到右依次递增的顺序排列的式子。如氮原子的电子排布式:
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②29Cu 的电子排布式的书写:
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例题 2
写出下列原子的电子排布式: (1)11Na 。(2)16S 。 (3)34Se 。(4)20Ca 。 (5)30Zn 。 解析 :根据原子核外电子排布所遵循的原理书写原子的电子排布式,同 时应注意从 3d 能级开始出现“能级交错”现象。 答案 :(1)1s 22s 22p 63s1 (2)1s 22s 22p 63s 23p 4 (3)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 4 (4)1s 22s 22p 63s 23p 64s 2 (5)1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2
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例题 1
下列有关认识正确的是( ) A.各能级可容纳的最多电子数按 s 、p 、d 、f……的顺序依次为 1、3、 5、7……的二倍 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 2n 2 解析 :各能层中的能级数等于其所处的能层序数,即当 n =1 时 ,它只有 1s 能级 ,当 n =2 时 ,含有两个能级,分别为 2s、2p 能级 ,所以 B、C 项都不正确;D 项中每个能层最多能填充 2n2 个电子,但不是一定含有 2n 2 个电子。 答案 :A
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二
三
一、原子的诞生
1 .原子的诞生 大爆炸 大量的氢少量的氦极少量的锂 其他元素 2 .宇宙中元素的含量
3 .地球上的元素绝大多数是金属,非金属(包括稀有气体)仅 22 种。
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方法技巧
电子按构造原理进行填充时,原子的能量最低,该原理也适用于处于最 低能量状态的离子。如 Ca2+的电子排布式为 1s 22s22p 63s23p 6。
一
二
来自百度文库
三
练一练 3
按要求书写原子或离子的电子排布式。 (1)K 。 (2)Cl。 (3)Fe 。 (4)Fe3+ 。 解析 :因 E(3d)>E(4s),故 19 号 K 先排 4s 能级,电子排布式为 1s 22s 22p 63s 23p 64s1;氯离子是由氯原子得到一个电子填充在最外层原来未充 满的 3p 能级上而使其达到 8 电子稳定结构;铁是 26 号元素,其价电子与次 外层的 d 能级有关,当铁失去电子时,是从最外层开始向里失去电子,所以先 失去的是 4s 能级上的两个电子,再失去次外层 3d 能级上的一个电子。 答案 :(1)1s 22s 22p 63s23p 64s1 (2)1s 22s 22p 63s 23p 6 (3)1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2 (4)1s 22s 22p 63s 23p 63d 5
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三、构造原理与电子排布式
1 .构造原理 随着原子序数的递增,绝大多数元素的基态原子核外电子排布遵循下 列顺序:
这种规律称为构造原理。
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1 .举例说明“能级交错”现象。 提示由构造原理可知,电子先填满 4s 能级,后充满 3d 能级,这种 现象叫能级交错。再如 E(4d)>E(5s),E(5d)>E(6s),E(6d)>E(7s),E(4f)>E(5p) 等。 2 .为什么钾原子的原子结构示意图不是 ,而是
探究一
探究二
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1 .构造原理 (1)简易识记图: ns 7s 6s 5s 4s 3s 2s (n -2)f (n -1)d 5f 4f 4d 3d np 6d 5d 5p 4p 3p 2p 7p 6p
1s (2)实质:构造原理中的电子排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序。 (3)“能级交错”现象:由构造原理可知,核外电子排布的能级顺序为 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s ……从中可以看出,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。 如 E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、 E(4f)>E(6s)等。
练一练 1
下列各电子层中不包含 p 能级的是( ) A.N B.M C.L D.K 解析 :K 层只有 s 能级,从 L 层开始才出现 p 能级。 答案 :D
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练一练 2
原子核外 P 能层和 p 能级可容纳的最多电子数分别为 ( ) A.32 和 2 B.50 和 6 C.72 和 6 D.86 和 10 解析 :P 能层为第 6 层,最多容纳电子数为 2× 62=72;p 能级最多容纳电子 数为 3× 2=6,C 项正确。 答案 :C
各能级轨道数 1 1、3 各能级最 多电子数 各能层最 多电子数 2 2、6 2 8
2、6、10、14 …… 32 …… 2n2
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2 .能层、能级中的数量 (1)任一能层,能级数=能层序数,且总是从 s 能级开始。 (2)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……的二倍。 (3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍,即 2n 2。 (4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。 3 .能层、能级中的能量关系
注意 :在书写电子排布式时,能层低的能级要写在左边,不一定完全按填 充顺序写。
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(3)特殊原子的核外电子排布式: 当 p 、d 、f 能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原 子结构较稳定。 ①24Cr 的电子排布式的书写:
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三
二、能层与能级
1 .能层 多电子原子的核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异可以将电 子分成不同的能层,用符号 K、L、M、N、O、P、Q 分别表示相应的 1~7 能层。 2 .能级 在含有多个电子的原子中,在同一能层(即 n 相同)的电子,能量也可能 不相同,可以把它们分为不同能级,不同的能层所分的能级数目不同,二者之 间的关系是能级数等于能层序数。例如:第三能层具有 3 个能级,分别记为 3s 、3p、3d。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……的二倍。
易错警示
在电子排布时,从低能级开始填充,填满了低能级再填充较高能级,所以 在填充时只能是各能层最多能填充 2n 2个电子,如当某个能层是最外层时最 多只能填充 8 个电子。
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������ 变式训练 1 ������ 比较下列能级的能量大小关系(填“>”“=”或“<”):
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能级与能层 问题导引
1 .能层与能级关系与生活中的楼中结构有何相似之处? 提示我们可以利用楼层与楼梯的阶级的关系来理解能层与能 级。如将能层视为楼层,则能级就是楼梯的阶级。 2 .以 s 能级为例,试比较不同能层的 ns 能级之间能量有何关系? 提示 1s<2s<3s<4s …… 3 .同一能层,不同能级间能量关系如何? 提示 n s<n p<nd<n f<……
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2 .电子排布式的书写 电子排布式是指用来表示原子核外电子排布情况的表达式,如钠原子 的电子排布式为 1s 22s 22p 63s 1。 它能直接地反映核外电子的能层、能级和各 能级上的电子数。 (1)简单原子的核外电子排布式: 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如 2 2 2 2 2 6 2 2 6 2 5 2 2 6 2 6 1 C:1s 2s 2p , Ne:1s 2s 2p , Cl:1s 2s 2p 3s 3p , K:1s 2s 2p 3s 3p 4s 。 6 10 17 19 (2)复杂原子的核外电子排布式:
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1 .能层和能级的划分
离核距离 能量高低 能层 符号 能级 近 远 四 N …… n …… 低 高 一二 三 KL M
1s 2s、2p 3s、3p 、3d4s、4p 、4d、4f…… 1、3、5 2、6、10 18 1、3、5、7 ……
? 提示由于出现能级交错现象,E(3d)>E(4s),故钾原子排满第一层 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,所以它的原子结构示意图为
。
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3 .能层、能级中所容纳的电子数
能层 K L M N O …… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … …… 最多 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … …… 电子数 2 8 18 32 …… ……
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构造原理与电子排布式的书写 问题导引
能层数较大的某些能级的能量低于能层数较小的某些能级的能量的 现象叫能级交错现象。 根据构造原理示意图,请你与同组同学讨论以下两个 问题:
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(1)2s 4s;(2)3p 3d; (3)3d 4s;(4)4d 5d; (5)2p 3s;(6)4d 5f。 解析 :由构造原理可知:①同一能层中各能级的能量高低顺序为 n s<n p<n d<nf; ②不同能层之间,能量会产生能级交错现象,即能层序数大,其 能级的能量不一定高,如 3d 具有的能量介于 4s 和 4p 具有的能量之间。 答案 :(1)< (2)< (3)> (4)< (5)< (6)<
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第一课时 能层与能级 构造原理
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学习目标 思维脉络 1.知道原子核外电子的能层分 布、能级分布及其与能量的关 系。 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。 3.熟练掌握 1~36 号元素基态原 子的核外电子排布。