202X高中化学第二章分子结构与性质第2节第1课时价层电子对互斥模型课件新人教版选修3

1、第一节原子结构第一节原子结构第第1课时原子的诞生、能层、能级和构造原理课时原子的诞生、能层、能级和构造原理 知知 识识 梳梳 理理氢氢一、原子的诞生、能层与能级一、原子的诞生、能层与能级1.原子的诞生原子的诞生氦氦锂锂2.宇宙中元素的组成及含量宇宙中元素的组成及含量根据多电子原子核外电子的根据多电子原子核外电子的，将核外电子分成不同的能层，能，将核外电子分成不同的能层，能层用层用_、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 、 _ 表示。表示。3.能层能层88.6%1/81%能量差异能量差异KLMNOPQ(1)根据多电子原子中同一能层电子根据多电子原子中同一能层电子的不同，将它们分成不同能级。的不

2、同，将它们分成不同能级。(2)能级用相应能层的序数和字母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，在每一个能层中，组合在一起来表示，在每一个能层中，能级符号的顺序是能级符号的顺序是、nd、nf(n表示能层表示能层)。(3)能层序数能层序数_该能层所包含的能级数，如第三能层有能级该能层所包含的能级数，如第三能层有能级。(4)s、p、d、f能级可容纳的最多电子数为能级可容纳的最多电子数为1、3、5、7的的倍。倍。4.能级能级能量能量nsnp等于等于3个（个（3s、3p、3d）25.能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数能层能层(n)一一二二三三

3、四四五五六六七七符号符号KLMNOPQ能级能级1s2s 2p3s3p3d4s4p4d4f5s 最多最多电子电子数数 226261026101422818322n2答案每个能层最多容纳答案每个能层最多容纳2n2个电子。个电子。答案答案各能层的能级数能层序数，如第各能层的能级数能层序数，如第1能层只有能层只有1个能级个能级(1s)，第，第2能层有能层有2个能个能级级(2s、2p)、第、第3能层有能层有3个能级个能级(3s、3p、3d)。答案答案相同，如相同，如2p、3p能级最多容纳的电子数都是能级最多容纳的电子数都是6个。个。【自主思考】【自主思考】1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与

4、能层的序数原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在什么关系？间存在什么关系？2.不同的能层所含有的能级数与能层的序数不同的能层所含有的能级数与能层的序数(n)间存在什么关系？间存在什么关系？3.英文字母相同的不同能级英文字母相同的不同能级(如如2p、3p)中所能容纳的最多电子数是否相同？中所能容纳的最多电子数是否相同？随着原子随着原子的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下图的排布顺序。人们把它称为构造原理。图的排布顺序。人们把它称为构造原理。即电子填充能级的顺序：即电子填充能级的顺序：1s、2s、2p、3s、4

5、s、4p、5s、4d、5p、_、4f、 _ 、6p、7s二、构造原理与电子排布式二、构造原理与电子排布式1.构造原理构造原理核电荷数核电荷数3p3d6s5d将能级上排布的电子数标在该能级符号将能级上排布的电子数标在该能级符号，并按照能层从左到右的顺，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如序排列的式子，称电子排布式，如Mg原子的电子排布式中数字和符号的意义为原子的电子排布式中数字和符号的意义为铝原子的电子排布式为铝原子的电子排布式为，也可以写成，也可以写成。2.电子排布式电子排布式右上角右上角1s22s22p63s23p1Ne3s23p1(1)不同能层、不同能级不同能层、不同能级(

6、s、p、d、f)的排布遵循什么规律？的排布遵循什么规律？(2)原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳的电子数为什么分别是原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳的电子数为什么分别是8、18、32个？个？答案答案(1)ns(n2)f(n1)dnp(n1)s。(2)最外层由最外层由ns、np组成，电子数不大于组成，电子数不大于268；次外层由；次外层由(n1)s、(n1)p、(n1)d组成，电子数不大于组成，电子数不大于261018；倒数第三层由；倒数第三层由(n2)s、(n2)p、(n2)d、(n2)f组成，电子数不大于组成，电子数不大于26101432。【自主思考】【自主思考】1.通过分析构造原

7、理，回答下列问题：通过分析构造原理，回答下列问题：(1)电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗？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？所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？答案答案(1)不一定相同，电子排布式的书写按电子层由里到外和不一定相同，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书写与电子填充顺序不一致。外电子填充顺序是按构造原理。过渡元素电子排布式书写与电子填充顺序不一致。(2)136号元素中，只有号元素中，只有Cr、Cu两种元素基态原子的电

8、子填充顺序与构造原理不符两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合。合。2.从元素周期表中查出从元素周期表中查出Cr、Cu的价电子排布式，思考：的价电子排布式，思考：答案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答案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；有气体元素原子的电子排布结构；O：He2s22p4；Si：Ne3s22p2；FeAr3d64s2。3.钠的电子排布写成钠的电子排布写成Ne3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出，方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、号、14号、号、26号号元素简化的电子

9、排布式。元素简化的电子排布式。效效 果果 自自 测测(1)第三能层有第三能层有s、p共共2个能级个能级()(2)3d能级最多容纳能级最多容纳5个电子个电子()(3)第三能层最多容纳第三能层最多容纳8个电子个电子()(4)任一能层的任一能层的s能级最多容纳的电子数均为能级最多容纳的电子数均为2()(5)s能级的能量一定比能级的能量一定比p能级的低能级的低()(6)3p2表示表示3p能级只能填充两个电子能级只能填充两个电子()(7)同一原子中，同一原子中，1s、2p、4p电子的能量逐渐降低电子的能量逐渐降低()1.判断正误，正确的打判断正误，正确的打“”“”；错误的打；错误的打“”。(8)同一原子

10、中，同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐升高电子的能量逐渐升高()(9)各能级最多可容纳的电子数按各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为的顺序依次为1、3、5、7的的2倍倍()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)电子分层排布模型电子分层排布模型“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型量子力学模型量子力学模型道尔顿原子学道尔顿原子学说说核式模型核式模型A. B.C. D.解析解析阴极射线的发现、阴极射线的发现、粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示原子粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究，对揭示原子内部结构的奥秘起到了极为重要的作用。道尔顿、汤姆生、卢

11、瑟福、玻尔等人提出内部结构的奥秘起到了极为重要的作用。道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等人提出的原子结构模型对人类探索物质结构做出了巨大的贡献。原子结构模型的演变过程的原子结构模型对人类探索物质结构做出了巨大的贡献。原子结构模型的演变过程可以表述为道尔顿原子学说可以表述为道尔顿原子学说汤姆生汤姆生“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型卢瑟福核式模型卢瑟福核式模型玻尔玻尔电子分层排布模型电子分层排布模型量子力学模型。量子力学模型。答案答案C2.下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是()(1)3d，4s；(2)3s，3p，3d；(3)2s，3s，4s

12、。解析解析解答此题的关键在于熟记构造原理。各能级的能量按解答此题的关键在于熟记构造原理。各能级的能量按1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s的顺序逐渐升高。的顺序逐渐升高。答案答案(1)4s3d(2)3s3p3d(3)2s3s4s3.比较下列原子的能级的能量高低：比较下列原子的能级的能量高低：提示提示(1)英文字母相同的不同能级中，能层序数越大，电子能量越高。如英文字母相同的不同能级中，能层序数越大，电子能量越高。如E2pE3pE4p(2)同一能层中，能级越高，电子能量越高。如同一能层中，能级越高，电子能量越高。如E4sE4pE4dE4f。(3)从第三能层开始出现能级交错现象，能

13、级交错排列的顺序即能量由低到高的顺序，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，EnsE(n2)fE(n1)dEnp。如。如E4sE3d、E5sE4d、E6sE4fE5d(4)能层和能级都相同时，电子的能量相同。能层和能级都相同时，电子的能量相同。探究一能层、能级和构造原理的理解探究一能层、能级和构造原理的理解【探究讨论】【探究讨论】1.怎么比较电子能量的高低？怎么比较电子能量的高低？提示提示如下图所示：如下图所示：每一行表示每一行表示1个能级组，自下而上表示个能级组，自下而上表示n个能级组，其能量依次升高；在同一能级组个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从

14、左到右能量依次升高。内，从左到右能量依次升高。2.原子核外电子按能量的差异如何分成能级组？原子核外电子按能量的差异如何分成能级组？【点拨提升】【点拨提升】1.各能级的能量并不是按能层序数增大的顺序递增的，从第三能层开始出现了能层各能级的能量并不是按能层序数增大的顺序递增的，从第三能层开始出现了能层高的能级的能量比能层低的能级的能量低的现象，称为能级交错现象。能级交错高的能级的能量比能层低的能级的能量低的现象，称为能级交错现象。能级交错可以表示为能量可以表示为能量ns（n2）f（n1）dnp，如，如4s3d，5s4d，6s4f5d等。要特别记忆等。要特别记忆4s3d这一能级交错现象。这一能级交错

15、现象。2.原子核外电子按能量由低到高的顺序依次排布。因此，根据构造原理可以比较各原子核外电子按能量由低到高的顺序依次排布。因此，根据构造原理可以比较各能级的能量高低。能级的能量高低。A.各能层的能级数按各能层的能级数按K、L、M、N分别为分别为1、2、3、4B.各能层的能级都是从各能层的能级都是从s能级开始至能级开始至f能级结束能级结束C.各能层含有的能级数为各能层含有的能级数为n1D.各能层含有的电子数为各能层含有的电子数为2n2解析解析各能层中的能级数等于其所处的能层各能层中的能级数等于其所处的能层序序数，即当数，即当n1时，它只有一个时，它只有一个s能级，能级，当当n2时，含有两个能级分

16、别为时，含有两个能级分别为s、p能级，所以能级，所以B、C都不正确；都不正确；D选项中每个能层选项中每个能层最多能填充最多能填充2n2个电子，但不是一定含有个电子，但不是一定含有2n2个电子。个电子。答案答案A【典题例证【典题例证1】下列有关认识正确的是（）】下列有关认识正确的是（）（1）2s3s；（；（2）2s3d；（3）3p3s；（；（4）4f5f；解析解析根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为：根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p答案答案（1）（）（2）（）（3）（）（

17、4）【学以致用【学以致用1】比较下列原子】比较下列原子能级能级的能量高低。的能量高低。提示提示电子排布按构造原理填充，而书写电子排布式时，按能层由小到大的顺序书电子排布按构造原理填充，而书写电子排布式时，按能层由小到大的顺序书写，同一能层按能级顺序连在一起。如写，同一能层按能级顺序连在一起。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。探究二电子排布式的书写探究二电子排布式的书写【探究讨论】【探究讨论】1.书写电子排布式应注意的问题是什么？书写电子排布式应注意的问题是什么？提示提示基态原子失电子时，由外层向里层，按能级顺序

18、失去电子。基态原子失电子时，由外层向里层，按能级顺序失去电子。2.基态原子失电子的规律？基态原子失电子的规律？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：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：6C：1s22s22p210Ne：1s22s22p6 17Cl：1s22s22p63s23p519K：1s22s22p63s23p64s1对于较复杂的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电对于较复杂的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。子移到一起。如：如：26Fe：先按能量从低到高排列为：先按能量从低到高排列为1s22s2

19、2p63s23p64s23d6，然后将同一层的排列一起，即该原子的电子排布式为然后将同一层的排列一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。【点拨提升】【点拨提升】1.简单原子的电子排布式的书写简单原子的电子排布式的书写2.复杂原子的电子排布式的书写复杂原子的电子排布式的书写如如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为，其简化电子排布式可表示为Ar4s1，其中，其中Ar代表代表Ar原原子的核外电子排布式，即子的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6，4s1是是K原子的最外层电子排布。再如原子的最外层电子排布。再如Fe原子的简化电子

20、排布式为原子的简化电子排布式为Ar3d64s2。先写原子的电子排布式，然后再得失电子。例如：先写原子的电子排布式，然后再得失电子。例如：O2的电子排布式，先写的电子排布式，先写O原子原子的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p4，再得，再得2个电子知个电子知O2的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p6。Fe3的电的电子排布式，先写子排布式，先写Fe原子的电子排布式为原子的电子排布式为Ar3d64s2，再失去，再失去3个电子（由外层向里层个电子（由外层向里层失去电子）得到失去电子）得到Fe3电子排布式为电子排布式为Ar3d5，而不能先失去，而不能先失去3d上的上的3个电子，再按能个电子

21、，再按能层层顺序写成顺序写成Ar3d34s2。3.利用构造原理书写简化电子排布式利用构造原理书写简化电子排布式4.简单离子电子排布式的书写简单离子电子排布式的书写当能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。当能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。（1）24Cr的电子排布式的书写的电子排布式的书写5.特殊原子的电子排布式书写规则特殊原子的电子排布式书写规则（2）29Cu的电子排布式的书写的电子排布式的书写（1）基态）基态B原子的电子排布式为原子的电子排布式为。（2）基态）基态N原子的价电子排布式为原子的价电子排布式为。（3）Se原子序数为原子序

22、数为，其核外，其核外M层电子的排布式为层电子的排布式为。（4）Li3N晶体中氮以晶体中氮以N3存在，基态存在，基态N3的电子排布式为的电子排布式为。（5）写出基态镓（）写出基态镓（Ga）原子的电子排布式：）原子的电子排布式：。【典题例证【典题例证2】按要求填空：】按要求填空：解析解析B的核外有的核外有5个电子，电子排布式为个电子，电子排布式为1s22s22p1或或He2s22p1。N原子最外层有原子最外层有5个个电子，最高能层为电子，最高能层为2，价电子排布式为，价电子排布式为2s22p3。Se与与O同主族。原子序数为同主族。原子序数为34，N能层能层有有6个电子，故其个电子，故其M层排满，层

23、排满，M层电子排布式为层电子排布式为3s23p63d10。N原子电子排布式为原子电子排布式为1s22s22p3，N原子得到原子得到3个电子所得个电子所得N3的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p6。Ga为第四周期第为第四周期第A族元素。故其原子最外层电子排布式为族元素。故其原子最外层电子排布式为4s24p1，Ga原子电子排布式为原子电子排布式为Ar3d104s24p1或或1s22s22p63s23p63d104s24p1。答案答案（1）1s22s22p1或或He2s22p1（2）2s22p3（3）343s23p63d10（4）1s22s22p6（5）1s22s22p63s23p63d104s24p1或或Ar3d104s24p1（1）根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。）根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。A元素原子核外元素原子核外M层电子数是层电子数是L层电子数的一半：层电子数的一半：。B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍