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.docx

第一章第一节原子结构第1课时 能层与能级构造原理与电子排布式课前自主学习 必备知识。自主预习 必备知识感知开展目标体系构建1 .通过认识原子结构与核外电子的排布，理解能层与能级 的关系，理解核外电子的排布规律。2 .理解基态与激发态的含义与关系，能辨识光谱与电子跃 迁之间的关系。3 .结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并 能根据思维模型熟练书写136号元素的电子排布式。按能量高低r能层同层一能级1 _按能量高低吸收能量彳亥外电子(基态);Kj 一激发态电子填充规律放出能量,构造原理.电子排布式二基础知识填充二一、能层与能级.能层(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号K、L、X、Q、2、Q表示。(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(M<£(L)<E(M)V£(A0<£(O)VE(P)< E(Q)。1 .能级(1)定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示,如能层的能级按能量由低到 高的排列顺序为s、理、理、f等。(3)能层、能级与最多容纳的电子数由上表可知:能层(九)*四五、-七符号KLMN0pQ能级1s2s2p3s3P3d4s4P4d4f5s最多电 子数22626102610142281832能层序数笠王该能层所包含的能级数，如第三能层有生个能级。S、P、d、f各能级可容纳的电子数分别为L 3、5、Z的2倍。原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数5)间存在的关系是笙。微点拨：(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。(2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是/2s<«p<nd<Hfo(3)不同能层中同一能级，能层数越大，能量越高。例如：ls<2s<3s<4s二、基态与激发态原子光谱1 .基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。(2)激发态原子：基态原子吸收能量,电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子。(3)基态、激发态相互间转化的能量变化吸收能量基态原子=激发态原子。释放能量，主要形式为光2 .光谱(1)光谱的成因及分类形成吸收光谱I基态原子激发态 原子吸收能量电子跃迁一 释放能量形成发射光谱(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。微点拨：(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之, 将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。三、构造原理与电子排布式1 .构造原理随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循以下顺序:即电子所排的能级顺序：Is、2s、2p> 3s、3p> 4s、3d> 4p、5s、4d> 5p、6s> 4f> 5d> 6p> 7s。2 .电子排布式(1)电子排布式中能级符号右上角的数字表示该能级的电子数。如:Al原子电子排布式中各符号、 数字的意义为-能级上的电子数1 S2 2 S2 2 P6 3 S2 3 P1%能层能级(2)写出以下原子或离子的电子排布式： 8。： 1S22s22 P% 19K： Is22s22P63s23P可简写为lArHsl 170： Is22s22P63s23P5；可简写为Ne3s23P； 16s2-： IS22s22P63 s23P6。匚预习效果验收1 .判断正误(对的在括号内打“J”，错的在括号内打“X"。)(1)能层就是电子层(J)(2)不同能层，s能级的能量相同(X)(3)s能级的能量一定比p能级的能量低(X)(4)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的2倍2 .以下能层不包含d能级的是()A.。能层B. N能层C. M能层D. K能层D 多电子的原子中，同一能层的电子可分为不同的能级，K能层只有s能级，L层有s、p能 级，从M能层开始有d能级。3.请根据构造原理，写出以下原子的电子排布式:(1)16S o(2) i oNe o(3)2oC a o(4)26Fe o(5 )29Cu-(6)11 Na o解析根据原子核外电子的排布规律和构造原理书写原子的电子排布式，应注意从3d能级开 始出现“能级交错”现象。答案 1 s22s22P63s23P4 (2)1 s22s22P6(3) 1 s22s22P63s23P64s2 (4)1 s22s22P63s23P63d64s2(5) Is22s22P63s23P63d104sl (6) Is22s22P63sl重难问题解惑 关键能力。核心突破 核心要点落实构造原理与电子排布式情境探究查阅元素周期表可知Cr的电子排布式为Is22s22P63s23P63d54s1，Cu的电子排布式为Is22s22P63s23P63d1°4sl。(1)分析Cr、Cu的电子排布式，思考电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗？ 提示：不一定相同，电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d顺序，而核外电子填充顺序是按构造原理。过渡元素电子排布式的书写与电子填充顺序不一致。(2)所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？提示：136号元素中，只有Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合。(3)元素周期表中钠的电子排布式写成Ne3sl方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、14 号、26号元素简化的电子排布式。提示：方括号里符号的意义是稀有气体元素原子的结构，表示该元素前一周期的稀有气体元素 原子的电子排布结构；O: He2s22P4； Si: Ne3s23P2； Fe: Ar3d64s2o核心突破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 2) “能级交错”现象：当出现d轨道时，电子按八S、(一l)d、/2P的顺序在原子轨道上排布； 当出现f轨道时，电子按Z2S、(72 2)f> (- l)d、"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。3 .电子排布式书写(1) “三步法”书写电子排布式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， Isf 2sf 2pf 3sf 3pf 4sf 3df 4pf 5sf 4df 5pf 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)简化的电子排布式将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称 为简化的电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为He2s22P3、Ne3s Ar4s2o(3)特例：Cr： Ar3d54s Cu： Ar3di°4s】。4 .离子的电子排布式书写基态原子转化为相应离子时的一般规律：原子失去电子时总是先失去最外层电子，然后失去次 外层电子，之后是倒数第三层电子对于主族元素的原子来说，一般只失去最外层电子，而过渡 元素的原子可能还会进一步失去内层电子；原子得到电子时，一般总是填充到最外能层未填满的能 级上。如Fe位于第四周期第W族，其原子的核外电子排布式为Ar3d64s2, Fe?+的核外电子排布式 为Ar3d6, Fe3+的核外电子排布式为Ar3d5。配h点刚i练.1.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。假设以风M)表示某能级的能量, 以下各式中正确的选项是()A. E(5s)>£(4f)>E(4s)>E(3d)B. E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C. E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(ls)D. £(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)B 根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为Is、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s, A项和D项正确顺序为石(49>E(5$)>石(3(1)>石(45);对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量 越高，所以C项错误。2.以下原子或离子的核外电子排布式，正确的选项是()A. 16s2一： Is22s22P63s23P4B. 21Sc： Is22s22P63s23P64s23dlC. isAr： Is22s22P63s23P6D. 9F： 2s22P5C S2一的原子核外共有18个电子，其核外电子排布式为Is22s22P63s23P6,选项A是S原子的核外电子排布式，故A错误；书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，能层高的能级要写在 右边，因此2iSc原子的核外电子排布式应为Is22s22P63s23P63dzs2,故B错误；选项D是F的最外 层电子(价电子)排布式，不符合题意。规律方法书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能量由低到高可记为2)f<(-l)d<p, 最后要把同一能层的不同能级移到一起。基础知识考查 取基达标。随堂检测关键能力培养1 .第N能层所含能级数、最多容纳的电子数分别为()A. 3、 18B. 4、 24C. 5、 32D. 4、 32D 每一能层包含的能级数目等于该能层的序数，故第四能层包含s、p、d、f四个能级；每一 能层所容纳的最多电子数为2层，故第四能层所容纳的最多电子数为2X42 = 32个。2.电子在一个原子的以下能级中排布时，最后一个排布的是()A. nsB.C. (l)dD. (2)fB 根据原子中上述能级的能量高低顺序：s<(-2)f<(-l)d<p,所以最后一个排布的应是 能量最高的能级，应为p能级。可见，解此类题，应从构造原理入手，判断出能级的能量高低。 电子在排布时应先进入能量低的能级，填满后再进入能量高的能级。3 .对充有微气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是()A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.窟原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下，氮原子与构成灯管的物质发生反响A 解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及 现象。在电流作用下，基态氤原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要 吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释 放能量，从而产生红光，故A项正确。4 .以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是()Be： Is22sl2Pl O： Is22s22P, He： Is12sl C1： Is22s22P63s23P5A.B.C.D.D Be: Is22sl2Pl是激发态，2s能量低于2p,故错误；O: Is22s22P,符合能量最低原理， 故正确；He: Is12sl是激发态,Is能量低于2s,故错误；Cl: Is22s22P63s23P,符合能量最低原 理，故正确。5 .根据构造原理写出以下基态原子或离子的核外电子排布式。(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：o(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：o(3)基态Ni2+、Fe3+、W 一的电子排布式分别为、解析(1)L层有8个电子，那么M层有4个电子，故A为硅。(2)当次外层为K层时，最外层电子数那么为3,那么B为硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5X8=12,违背了排布规律， 故不可能。(3)Ni的原子序数为28,根据构造原理，基态Ni原子的电子排布式为1 s22s22P63s23P63d84s2, 故Ni?+的电子排布式为Is22s22P63s23P63d%基态Fe原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s故 Fe3+的电子排布式为Is22s22P63s23P63d5；氮原子序数为7,基态氮原子的电子排布式为Is22s22P3, 故N3的电子排布式为Is22s22P6。答案 Is22s22P63s23P2 (2) ls22s22p1(3)Ar3d8 Ar3d5 Is22s22P6