原子结构（学案）- 高二化学人教版（2019）选择性必修2.doc

人教版（2019）选择性必修2 第一章 原子结构与性质第一节 原子结构学习目标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。4.了解多电子核外电子运动情况。5.知道电子云、原子轨道的含义。6.掌握基态原子的核外电子排布规律。自主预习一、能层与能级1能层(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号 、 、 、 、 、 、 表示。(2)能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)E(L)E(M)E(N)E(O)E(P)E(Q)。2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 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf等。(3)能层、能级与最多容纳的电子数由上表可知：能层序数 该能层所包含的能级数，如第三能层有 个能级。 s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为 、 、 、 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(n)间存在的关系是 。【敲重点】(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ns<np<nd<nf。(3)不同能层中同一能级，能层数越大，能量越高。例如：1s<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：处于状态的原子。(2)激发态原子：基态原子能量，电子会跃迁到能级，变为激发态原子。(3)基态、激发态相互间转化的能量变化 2光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。【敲重点】(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下列顺序：即电子所排的能级顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、 、4p、5s、 、5p、6s、 、 、6p、7s。2电子排布式(1)电子排布式中 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(2)写出下列原子或离子的电子排布式：8O： ；19K： ；可简写为 ；17Cl： ；可简写为 ；16S2： 。【思考探究】查阅元素周期表可知Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(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？ 。(2)所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？ 。(3)元素周期表中钠的电子排布式写成Ne3s1，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。 。四、电子云与原子轨道1电子云及形状(1)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_分布的形象化描述。(2) (3)1电子云轮廓图(1)定义：常把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图(如图1、2)。(2)s电子、p电子的电子云轮廓图： 2原子轨道(1)定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)数目：ns能级各有_个轨道，np能级各有_个轨道，nd能级各有_个轨道，nf能级各有_个轨道。【敲重点】不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图(见下表)：能级spdf原子轨道数1357原子轨道名称nsnpx、npy、npzndxy、ndxz、ndyz、ndz2、ndx2y2电子云轮廓图的形状和取向球形哑铃形互相垂直梅花形能层序数n越大，原子轨道的半径越大。不同能层的同种能级的原子轨道的形状相似，半径不同。五、能量最低原理、泡利原理、洪特规则1能量最低原理：原子核外电子的排布遵循_，按轨道能量由低到高依次排列，使整个原子处于_的能量状态。2泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳_个电子，而且它们的自旋状态_，用“_”表示。3洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先_，且自旋_。【洪特规则特例】当同一能级上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。例如，铬(24Cr)的价电子排布是3d54s1(3d、4s能级均为半充满)，而不是3d44s2；铜(29Cu)的价电子排布是3d104s1(3d全充满、4s半充满)，而不是3d94s2。六、电子排布图 将原子轨道用方框表示，在方框内用一个箭头表示一个电子，用表示自旋状态相反的电子，得到电子排布图。如：O原子的电子排布图以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字的意义为课堂练习1第N能层所含能级数、最多容纳的电子数分别为()A3、18B4、24 C5、32 D4、322电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是()ANs BNp C(n1)d D(n2)f3.下列说法中正确的是()A1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B基态氢原子的电子云是圆形的Cns能级的原子轨道图可表示为D3d3表示3d能级有3个原子轨道4.下列说法正确的是()A符号3px所代表的含义是第三个电子层px轨道有3个伸展方向B能层数为3时，有3s、3p、3d三个轨道C氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道Ds能级的原子轨道半径与能层序数有关5.下列有关电子排布图的表述正确的是()A可表示单核10电子粒子基态时电子排布B此图错误，违背了泡利原理C. 表示基态N原子的价电子排布D表示处于激发态的B原子的核外电子排布图6.下列原子或离子的电子排布的表示方法中，正确的是_，违反了能量最低原理的是_，违反洪特规则及特例的是_。Ca2：1s22s22p63s23p6F：1s22s23p6Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Mg2：1s22s22p6