25秋-26春湖北长江作业本 化学人教选择性必修2 01 第一章　第一节　原子结构课件

现代文阅读Ⅰ把握共性之“新”打通应考之“脉”第一章原子结构与性质第一节原子结构第一单元伟大的复兴·中国革命传统作品研习学习任务目标1．理解原子的诞生、能层与能级、构造原理与电子排布式。2．归纳1～36号元素的基态原子的电子排布式，理解构造原理的应用。3．理解基态原子的核外电子排布规律及表示方法，注意各种方法之间的联系。问题式预习一、能层与能级1．能层(1)核外电子按____不同分成能层(电子层)。电子的能层由内向外排序，能层越高，电子的能量越__，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。能量高(2)能层序号、符号及所能容纳的最多电子数。能层一二三四五六七符号______________最多电子数________________________KLMNOPQ2818325072982.能级(1)同一能层的电子，能量也可能____，将它们分为不同能级。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)……不同＜＜＜(2)能级的符号和所容纳的最多电子数。能层KLM

N

O能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多电子数_________________________……22626102610142二、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，它的电子会跃迁到____能级，变为激发态原子。最低能量吸收较高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________来鉴定元素，称为光谱分析。特征谱线三、构造原理与电子排布式1．构造原理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。如图为构造原理示意图。即电子所排的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……2．电子排布式(1)电子排布式是用数字在______________标明该能级上排布的电子数的式子。基态铝原子电子排布式中各符号、数字的意义如下图所示。写出下列基态原子的电子排布式。①8O：____________；②17Cl：_______________。能级符号右上角1s22s22p41s22s22p63s23p5(2)为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。例如，Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2，价层电子排布为________。写出下列基态原子的价层电子排布。①Na：____；②Cl：_______。3d64s23s13s23p53．能级交错根据构造原理，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→____→____的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象称为能级交错。4s3d四、电子云与原子轨道1．电子云用小点来描述电子在原子核外出现的________，由于其分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。2．电子云轮廓图(1)为了表示__________的形状，对核外电子的____________有一个形象化的简便描述，把电子在原子核外空间出现概率P＝______的空间圈出来，即为电子云轮廓图。概率密度电子云轮廓空间运动状态90%(2)形状。①s电子云轮廓图呈__形，同一原子的能层越高，s电子云的半径越__。球大②p电子云轮廓图呈____形。哑铃3．原子轨道(1)定义：量子力学把电子在原子核外的________________称为一个原子轨道。(2)常用____________的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。一个空间运动状态电子云轮廓图(3)各能级所含原子轨道数目。能级符号nsnpndnf轨道数目________1357五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1．电子自旋与泡利原理(1)电子自旋：电子自旋在空间有______和______两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(__和__)表示自旋相反的电子。(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳__个电子，它们的自旋____。顺时针逆时针↑↓2相反2．电子排布的轨道表示式轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式，如氧的基态原子的轨道表示式为_____________

。在轨道表示式中，用方框(也可用圆圈)表示________，能量相同的原子轨道(________)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称______，“↑”或“↓”称单电子(或称__________)。箭头同向的单电子称自旋____。原子轨道简并轨道电子对未成对电子平行3．洪特规则(1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋____。(2)适用范围：①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道。4．能量最低原理在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量____。平行最低任务式研习任务一能层与能级的组成及数量关系活动1根据初中所学知识，画出氯元素的原子结构示意图。基态氯原子的L层填有的电子数为多少？基态氯原子的M层最多能容纳的电子数为多少？活动2

“N能层有4s、4p、4d、4f四个能级”，那么基态氯原子的N能层没有电子，还存在4s、4p、4d、4f四个能级吗？提示：原子的每个能层的能级数以及所能容纳的电子数目与该能层是否有电子没有关系。1．下列关于能层与能级的说法，不正确的是(

)A．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)B．能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的D．同一能层中的不同能级的能量高低相同√D

解析：各能层最多容纳电子数为2n2(n为能层序数)，A正确；能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，B正确；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的，C正确；同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d……顺序依次增大，D错误。2．下列关于能层和能级的说法，正确的是(

)A．任何能层都有s、p能级，但不一定有d能级B．能层序数较大的能级，能量不一定较高C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多√B

解析：K能层只有s能级，不含p能级，A错误；能层序数越大的能级能量不一定越高，如4s的能量低于3d，B正确；不同能层的s能级，能层序数越大的其能量越高，即1s<2s<3s，C错误；p能级上有3个原子轨道，轨道数相同，能容纳的电子数也相同，D错误。1．能层、能级再认识(1)能层：按照电子能量的差异，将核外电子分成不同的能层(即电子层)。能层一二三四五六七符号KLMNOPQ电子离核远近近→远

电子能量高低低→高

(2)能级：同一能层中能量不同的电子，分成不同的能级。能层KLMN……

能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f……2.能层与能级中的数量关系(1)第一至七能层的符号分别为K、L、M、N、O、P、Q，各能层容纳的最多电子数为2n2(n为能层序数)。(2)s、p、d、f能级中最多容纳的电子数分别为2、6、10、14。(3)一个能层的能级数等于能层序数，不同能层的相同类型的能级中所能容纳的最多电子数相同。任务二构造原理与电子排布式随着原子的核电荷数的递增，原子核中每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按如图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填下一个能级，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。活动1依据构造原理，写出基态钾原子、基态钙原子的电子排布式，为什么没有电子排在3d能级？提示：基态钾原子：1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1；基态钙原子：1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2。依据构造原理可知，随着核电荷数的递增，电子是按3p→4s→3d→4p的顺序而不是按3p→3d→4s→4p的顺序填充的，即出现了能级交错现象。活动2元素周期表中基态钠原子的电子排布式可写成[Ne]3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出第8号、14号、26号元素基态原子的简化电子排布式。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；基态O：[He]2s22p4；基态Si：[Ne]3s23p2；基态Fe：[Ar]3d64s2。活动3基态钠原子和基态氯原子的简化电子排布式分别为[Ne]3s1和[Ne]3s23p5，请找出与它们的化合价相关的电子排布，写出第21号元素钪的基态原子的价层电子排布。主族元素和过渡元素的价电子层有什么特征？提示：在钠和氯的基态原子的简化电子排布式中，3s1和3s23p5电子与化合价有关。基态钪原子的简化电子排布式为[Ar]3d14s2，故3d14s2是基态钪原子的价层电子排布。主族元素的价层电子排布就是其最外层电子排布；而过渡元素的价层电子排布包括最外层的电子及次外层或倒数第三层的部分电子。活动4从元素周期表给出的信息可知，基态Cr和基态Cu的电子排布式分别为[Ar]3d54s1和[Ar]3d104s1，这样的电子排布符合构造原理吗？是根据什么确定其电子排布的？提示：不符合构造原理。这样的电子排布是根据原子光谱事实确定的，即Cr的3d轨道处于半充满稳定状态，Cu的3d轨道处于全充满稳定状态。√1．国家体育场，又名“鸟巢”，多项重要的赛事和活动曾在此举行。建造“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢，基态

23V的价层电子排布式是(

)A．3s13p1 B．3d34s2C．3d64s1 D．4s1B

解析：基态

23V的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，其价层电子排布式是3d34s2。2．X、Y两种元素可形成X2Y3型化合物，则基态X原子和基态Y原子最外层的电子排布可能是(

)A．X：3s23p1

Y：3s23p5B．X：2s22p3

Y：2s22p4C．X：3s23p2

Y：3s23p4D．X：3s2

Y：2s22p3B

解析：A项，X为Al，Y为Cl，二者形成AlCl3；B项，X为N，Y为O，二者可以形成N2O3；C项，X为Si，Y为S，二者不易形成化合物；D项，X为Mg，Y为N，二者形成Mg3N2。√3．下列原子的价层电子排布式(或价层电子排布图)中，①②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是(

)A

解析：A项中，②状态2p轨道处于半充满状态，能量低。√4．写出下列各基态粒子的多种排布式。粒子电子排布式简化电子排布式价层电子排布式C________________________Ga________________________Zn2+________________________Br－________________________答案：粒子电子排布式简化电子排布式价层电子排布式C1s22s22p2[He]2s22p22s22p2Ga1s22s22p63s23p63d104s24p1[Ar]3d104s24p14s24p1Zn2+1s22s22p63s23p63d10[Ar]3d103d10Br－1s22s22p63s23p63d104s24p6[Ar]3d104s24p64s24p65.按要求回答下列问题：(1)基态氟原子的价层电子排布图(轨道表示式)为______________________________________________________________________。(2)基态镍原子的价层电子排布式为______，在元素周期表中的位置为____________。(3)Se与S同族，基态硒原子的价层电子排布式为________。(4)基态硫原子的价层电子中，两种自旋状态的电子数之比为________。(5)基态硅原子的价层电子排布式为__________。解析：(1)F为第9号元素，基态氟原子的电子排布式为1s22s22p5，则其价层电子排布图为(2)Ni是第28号元素，基态镍原子的价层电子排布式为3d84s2，在元素周期表中第四横行第10纵列，即位于第四周期第Ⅷ族。(3)基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4，Se与S同族，Se为第四周期元素，因此基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4。(4)基态硫原子的价层电子排布式是3s23p4，根据基态原子电子排布规则，两种自旋状态的电子数之比为1∶2或2∶1。(5)Si是第14号元素，基态硅原子的价层电子排布式为3s23p2。答案：(2)3d84s2第四周期第Ⅷ族(3)4s24p4(4)1∶2(或2∶1)(5)3s23p22．简化电子排布式将电子排布式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电子排布式。如基态氮原子、基态钠原子、基态钙原子的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。任务三

核外电子排布的表示方法科学家根据大量光谱实验数据总结出一个规律，即电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋平行的方式分别占据不同的轨道，因为这种排布方式原子的总能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。活动1下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子？为什么？提示：A表示的是硼的基态原子；B中s轨道中的两个电子的自旋平行，违背了泡利原理。活动2为什么基态氦原子的电子排布式是1s2而不是1s12s1?提示：2s能级的能量高于1s能级，电子应首先占据能量最低的原子轨道，从而使整个基态原子的能量最低，因此基态氦原子的电子排布式是1s2，而不是1s12s1。活动3指出下列基态原子的轨道表示式或电子排布式的书写分别违背了什么原则？提示：①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行。④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只容纳2个电子，而且这2个电子自旋相反。√D不正确。√A．基态磷原子的核外电子有3个未成对电子B．1s22s22p33s1表示的是激发态氧原子的电子排布式C．基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5D．基态氮原子的最外层电子轨道表示式为D

解析：基态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，3p轨道上有三个自旋平行的未成对电子，A正确；基态氧原子最外层电子吸收能量发生跃迁，转化为激发态氧原子，电子排布式可由1s22s22p4变为1s22s22p33s1，B正确；基态Fe失去电子形成Fe3+时，最外层电子排布式为3s23p63d5，C正确；根据洪特规则可知，2p轨道的3个电子自旋平行，基态氮原子最外层电子的轨道表示式为

3．请根据下列要求填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为____；其价层电子轨道表示式为________________。(2)D元素的基态正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________。(3)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O。其中基态Cu2+的核外电子排布式为___________________________。(4)E元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子轨道表示式为______________。(5)基态Sm的价层电子排布式为4f66s2，则基态Sm3+的价层电子排布式为_________________________________________。解析：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，是氮元素。(2)D元素是铁元素。(3)基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，因此基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(4)E元素是氧元素。(5)基态Sm的价层电子排布式为4f66s2，先失去6s上的2个电子，再失去4f上的1个电子形成Sm3+稳定状态，所以基态Sm3+的价层电子排布式为4f5。答案：(2)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)

(1)A为________(填元素符号，下同)