《能层与能级-构造原理与电子排布式》拓展课件

《能层与能级构造原理与电子排布式》目标素养1.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。2.通过微观上对核外电子排布规律的分析,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,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3.通过原子轨道和电子云模型的学习,全面了解核外电子运动状态的描述方法,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。4.能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的电子排布式和轨道表示式,并说明含义。知识概览自主预习一、能层与能级1.能层。(1)核外电子按

能量

不同分成能层。电子的能层由内向外排序,能层越高,电子的能量越高。

(2)符号:能层序数一、二、三、四、五、六、七,分别用

K、L、M、N、O、P、Q

表示。

(3)能量关系:由K能层→Q能层,能量逐渐

增高

。

2.能级。(1)同一能层的电子,被分为不同能级。能级的符号与最多容纳的电子数如下:(2)任一能层的能级总是从s能级开始,能级数等于该能层序数。能级的字母代号总是

s

、

p

、

d

、

f

……排序的,字母前的数字是它们所处的

能层序数

,它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1、3、5、7…的

2

倍。

(3)多电子原子中,同一能层各能级的能量顺序如下:E(ns)

<

E(np)

<

E(nd)

<

E(nf)……

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

能量后,它的电子会跃迁到

较高

能级,变为激发态原子。

(3)基态原子、激发态原子相互间转化的能量变化:基态原子

激发态原子。2.原子光谱。(1)原子光谱的成因及分类。(2)光谱分析:在现代化学中,常利用原子光谱上的

特征谱线

来鉴定元素,称为光谱分析。

微思考1电子的跃迁与电子得失相同吗?电子的跃迁过程是物理变化还是化学变化?提示: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。微思考2电子跃迁能够在任意能级间发生吗?提示: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。(1)含义:以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。(2)构造原理示意图:例如,从氢到碳的基态原子电子排布式如下:(3)核外电子填入能级的方式:电子填满了一个能级,开始填入下一个能级,由此构建了元素周期系中各元素的基态原子的电子排布。2.电子排布式。(1)电子排布式是将

能级

上所排布的电子数标注在该能级符号

右上角

,并按照能层由低到高的顺序从左到右排列的式子。如Al的基态原子的电子排布式中各符号、数字的意义为:

(2)写出下列基态原子或离子的电子排布式:①8O:

1s22s22p4

;

②19K:

1s22s22p63s23p64s1

,可简写为

[Ar]4s1

。

预习检测1.下列能层的能量由低到高的顺序是(

)。A.K、M、N、L B.M、N、Q、PC.L、M、N、O D.M、N、P、O答案:C解析:能层的能量由低到高的顺序为K、L、M、N、O、P、Q。2.对充有氖气的霓虹灯管通电,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.氖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,氖原子与构成灯管的物质发生反应答案:A解析: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和现象。在电流作用下,基态氖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,从而产生红色光,故A项正确。3.以下所发生的现象与电子的跃迁无关的是(

)。答案:D解析:燃放烟花、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的,而平面镜成像则是光线反射的结果。4.下列各项中,前面的能级先填入电子的是(

)。①3d和4s

②4p和5s

③5s和4d

④5p和4dA.①② B.②③ C.②④ D.③④答案:B解析:根据构造原理可知电子填入能级的顺序为……4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……,从而可以看出②③中前面的能级先填入电子。5.请根据构造原理,写出下列基态原子的电子排布式:(1)16S:___________________。

(2)10Ne:___________________。

(3)20Ca:___________________。

(4)26Fe:___________________。

(5)28Ni:___________________。

(6)11Na:___________________。

1s22s22p63s23p41s22s22p61s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s11.下列各能层不包含d能级的是(

)。A.O B.NC.M D.K答案:D解析:多电子的原子中,同一能层的电子可分为不同的能级,K层只有s能级,L层有s、p能级,从M层开始有d能级。2.下列说法中正确的是(

)。A.自然界中的所有原子都处于基态B.同一元素原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C.无论原子种类是否相同,基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D.激发态原子的能量较高,极易失去电子,表现出较强的还原性答案:B解析:处于最低能量状态的原子叫做基态原子,自然界中的原子有的处于基态,有的处于激发态,A项错误。基态原子的电子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,同一元素的激发态原子的能量总是比基态原子的能量高,不同元素的基态原子的能量不一定低于激发态原子的能量,B项正确,C项错误。激发态原子若要失去电子,必须再吸收能量,失去电子的难易程度需根据原子的具体情况而定,有的激发态原子易失去电子,有的激发态原子难失去电子,D项错误。3.电子在一个原子的下列能级中排布时,最后一个排布的是(

)。A.ns B.npC.(n-1)d D.(n-2)f答案:B解析:根据构造原理,电子在排布时应先填入能量低的能级,填满后再填入能量高的能级。根据能级的能量高低顺序:ns<(n-2)f<(n-1)d<np,所以最后一个排布的应是能量最高的能级,应为np能级。4.硅原子的电子排布式由1s22s22p63s23p2转变为1s22s22p63s13p3,下列有关该过程的说法正确的是(

)。A.硅原子由基态转变为激发态,这一过程吸收能量B.硅原子由激发态转变为基态,这一过程吸收能量C.硅原子处于激发态时的能量低于基态时的能量D.转变后硅原子与基态磷原子的电子层结构相同,化学性质相同答案:A解析:硅原子由基态转变为激发态,这一过程吸收能量,其处于激发态时的能量高于基态时的能量,故A项正确,B、C两项错误。转变后硅原子与基态磷原子的电子层结构不相同,因为基态磷原子的最外层排布式为3s23p3,所以化学性质也不相同,D项错误。5.某基态粒子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,下列关于该粒子的说法正确的是(

)。A.它的质子数一定是18B.它的原子和37Cl可能互为同位素C.它的单质一定是强还原剂D.可以确定该粒子为Ar答案:B解析:题述粒子核外共有18个电子,可能是原子,也可能是离子,离子又可能为阳离子(如Ca2+、K+)或阴离子(如S2-、Cl-)。6.有几种元素的基态粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6,其中:(1)某电中性粒子一般不与其他元素的原子反应,这种粒子的符号是

。

(2)某粒子的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种粒子的符号是

。

(3)某粒子氧化性很弱,但得到电子后还原性很强,且这种元素的原子最外层有一个电子,这种粒子的符号是

。

(4)某粒子还原性虽弱,但失去电子后氧化性很强,且这种元素的原子得到一个电子即