能层与能级2020-2021学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

第一章原子结构与性质第一节原子结构

第1课时能层与能级

1、了解人类认识原子的过程2、进一步认识原子核外电子的分层排布3、知道原子核外电子的能层和能级分布及其能量关系4、能用符号表示原子核外的不同能级。课程目标人类认识原子的过程人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。近代科学原子论（1803年）一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿（J.Dalton,1766～1844)道尔顿原子模型原子并不是构成物质的最小微粒

——汤姆生发现了电子(1897年)电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson,1856～1940）汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生α粒子散射实验（1909年）

——原子有核卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,1871～1937)卢瑟福原子模型α粒子散射实验Au卢瑟福原子模型玻尔原子模型（1913年）玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1885～1962)1920年，玻尔在他提出的氢原子模型（1913年）基础上，提出构造原理，即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。5年后（1925年），玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。玻尔原子模型（1913年）电子云模型电子云模型（1935年）现代物质结构学说

人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。氢原子电子云图14原子原子核核外电子质子中子（正电）不显电性（负电）（正电）（不带电）分层排布与物质化学性质密切相关

【知识･回顾】一、能层与能级1、能层

核外电子按

不同分成能层。电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数如下：能量依据核外电子的能量不同：离核远近：近远

能量高低：核外电子分层排布1234567KLMNOPQ能层越高，电子的能量

，能量的高低顺序为E（K）

E（L）

E（M）

E（N）<E（O）<E（P）<E（Q）越高<<<低高2、能级能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：在多电子原子中，同一能层的电子，还被分成不同能级。①任一能层的能级总是从

能级开始，能级数等于该能层序数。②能级的字母代号总是按s、p、d、f......排序的，字母前的序数是它们所处的能层序数，每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数中的奇数序列

、

、

、

...的2倍。

③多电子原子中，同一能层不同能级的能量顺序：E（ns）

E（np）

E（nd）

E（nf）......s1357<<<

【思考与讨论】1.一个能层的能级数与能层序数（n）间存在什么关系？一个能层最多可容纳的电子数与能层序数（n）间存在什么关系？提示：能层的能级数等于该能层序数。一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。

【思考与讨论】2.以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？提示：以s、p、d、f为符号的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍!3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同。

【思考与讨论】3.第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？各能级最多容纳多少个电子？提示：第五能层最多可容纳50个电子；5个能级；各能级最多容纳电子数分别为2,6,10,14,18个。（1）各能层最多能容纳2n2个电子。即：能层序号1234567

符号KLMNOPQ

最多电子数281832507298（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；次外层电子数最多不超过18

个；倒数第三层不超过32个。小结：原子核外电子分层排布规律：（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的能层，然后才由里往外，依次排在能量较高能层。而失电子总是先失最外层电子。注意：

以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。【例题1】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)能层就是电子层，包含不同的能级()(2)能层越高，离原子核越远()(3)ns、np、nd最多容纳的电子数均为2()(4)每一能层均包含s、p、d、f能级()√√××【例题2】下列能层中，包含f能级的是()A．K能层 B．L能层C．M能层 D．N能层答案：D解析：K能层是第一能层，只有1s能级；L能层是第二能层，有两个能级，即2s和2p；M能层是第三能层，有三个能级，即3s、3p、3d；N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、4d、4f。根据能级数等于能层序数，只有能层序数≥4的能层才有f能级。【例题3】下列能级符号表示错误的是(

)A.6s

B.3d

C.3f

D.5p答案：C【例题4】在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层称作为电子层。电子层模型被称为洋葱式结构，如图所示：根据电子层模型，判断下列说法不正确的是()A．多电子原子的核外电子是分层运动的B