能层与能级构造原理 课件

第一章原子结构与性质第一节原子结构：

(第1课时)能层与能级构造原理学习目标：1、了解原子核外电子的运动状态。2、了解原子结构的构造原理。3、知道原子核外电子的能级分布，掌握基态原子核外电子排布规律，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。重点：1、能准确把握能级分布与能量的关系。2、能用符号表示原子核外的不同能级。难点：1、将构造原理迁移应用到核外电子排布式。第1页/共51页一、开天辟地──原子的诞生1、现代大爆炸宇宙学理论其他元素原子核的熔合反应大量氢少量氦极少量锂约2h后宇宙大爆炸诞生于2、氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。第一节原子结构现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。第2页/共51页【回忆】

原子的结构原子原子核核外电子

质子

中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数第3页/共51页

按原子核外电子能量的差异，可以将核外电子分为不同的能层．即电子层。由内而外可以分为：

二、能层与能级1、能层：例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。

第4页/共51页（1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外。（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。（如：一：2.二：8.三：18.四：32.五：50.……）（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。【回忆】核外电子的排布规律:第5页/共51页

在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级。（就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。

）各能层上的能级是不一样的。

能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：一二三四五2、能级:（或电子亚层）能级数=能层序数第6页/共51页K层：只有s能级L层：有两个能级，分别为s能级和p能级M层：有三个能级,分别为s、p能级和d能级N层：有四个能级,分别为s、p、d能级和f能级能级数=能层序数。第7页/共51页能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026①每一能层中能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。如：第一能层只有1个能级（1s

），第二能层有2个能级（2s、2p

），第三能层有3个能级（3s、3p、3d），第四能层有4个能级（4s、4p、4d、4f），……④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为2、6、10、14……（即1、3、5、7的二倍）。2818322n2第8页/共51页各电子层最多容纳的电子数是

2n2(n表示电子层)第1层最多排：（K层）2个第2层最多排：8个（L层）第3层最多排：18个（M层）第4层最多排：32个（N层）第9页/共51页1、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能级符号错误的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB3、下列各电子能层中，不包含d能级的是（）

A、N能层B、M能层

C、L能层

D、K能层CD第10页/共51页

随着原子________的递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、____、4p、5s、____、5p、6s、____、____、____、7s…

…这个排列顺序被称为构造原理。序数3d4d4f5d6p三、构造原理与电子排布式核外电子排布的构造原理图第11页/共51页存在着能级交错1s---2s---2p---3s---3p---4s----3d--4p---5s---4d----核外电子排布的构造原理图第12页/共51页随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电子的排布遵循如右图的排布顺序，填满一个能量低的能级后再填一个能量高的新能级，这个排布顺序被称为构造原理。注:至少牢记以下几个能级能量高低顺序：高低高注：此处出现能级交错1、构造原理1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d第13页/共51页【构造原理】多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布

电子排布顺序

1s→

2s

→

2p

→

3s

→

3p→

4s→3d

→

4p

→

→5s→4d

→

5p

→→

6s→4f→5d→6p……第14页/共51页元素原子的电子排布：钾K：1s22s22p63s23p64s1√元素原子的电子排布：钾K：1s22s22p63s23p63d1×第15页/共51页2.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN先按构造原理充入电子。再按能层次序书写，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。第16页/共51页【例1】原子序数为21的钪SC的电子排布式。先按照构造原理充入电子：1s22s22p63s23p64s23d1再按能层次序书写：1s22s22p63s23p63d14s2

最后两个能级表示为3d14s2,

而不能写成4s23d1【电子排布式书写方法】：先按构造原理充入电子，再按能层次序书写。第17页/共51页【例2】写出Zn的电子排布式

Zn为30号元素，共30个电子。先按照构造原理充入电子：1s22s22p63s23p64s23d10再按能层次序书写：1s22s22p63s23p63d104s2第18页/共51页

根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。

即电子所排的能级顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s......第19页/共51页（1-36号）元素原子的电子排布式：（见课本）第20页/共51页第21页/共51页【简化电子排布式】[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为如：Na：1s22s22p63s1［稀有气体元素符号］+外围电子该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构第22页/共51页Zn：1s22s22p63s23p63d104s2Ar简化Zn：[Ar]3d104s2简化电子排布式：

Zn：[Ar]3d104s2例：写出Zn的简化电子排布式。第23页/共51页试写出8号、14号、26号元素的简化排布式？氧：1s22s22p4硅：1s22s22p63s23p2铁：1s22s22p63s23p63d64s2【电子排布式】：【简化电子排布式】：氧：[He]2s22p4硅：[Ne]3s23p2铁：[Ar]3d64s2第24页/共51页

按原子核外电子能量的差异，可以将核外电子分为不同的能层．即电子层。由内而外可以分为：

1、能层：例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。【小结】第25页/共51页

在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级。（就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。

）各能层上的能级是不一样的。

能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：2、能级:第26页/共51页能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026①每一能层中能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。如：第一能层只有1个能级（1s

），第二能层有2个能级（2s、2p

），第三能层有3个能级（3s、3p、3d），第四能层有4个能级（4s、4p、4d、4f），……④以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。2818322n2第27页/共51页随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电子的排布遵循如右图的排布顺序，填满一个能量低的能级后再填一个能量高的新能级，这个排布顺序被称为构造原理。注:至少牢记以下几个能级能量高低顺序：高低高注：此处出现能级交错3、构造原理1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d第28页/共51页4.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN先按构造原理充入电子。再按能层次序书写，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。第29页/共51页【简化电子排布式】[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为如：Na：1s22s22p63s1［稀有气体元素符号］+外围电子该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构第30页/共51页【作业】1、阅读课本4-7页。

2、阅读并填空《学习指导》1-3页。

3、《学习指导》3页：当堂双基达标。

4、《学习指导》63页：课时作业、第31页/共51页要求：会书写【1--36号元素电子排布式】氢：1s1氦：1s2锂：1s22s1铍：1s22s2硼：1s22s22p1碳：1s22s22p2氮：1s22s22p3氧：1s22s22p4氟：1s22s22p5氖：1s22s22p6钠：1s22s22p63s1镁：1s22s22p63s2铝：1s22s22p63s23p1硅：1s22s22p63s23p2磷：1s22s22p63s23p3硫：1s22s22p63s23p4氯：1s22s22p63s23p5氩：1s22s22p63s23p6钾：1s22s22p63s23p64s1钙：1s22s22p63s23p64s2钪：1s22s22p63s23p63d14s2钛：1s22s22p63s23p63d24s2矾：1s22s22p63s23p63d34s2铬：1s22s22p63s23p63d54s1锰：1s22s22p63s23p63d54s2铁：1s22s22p63s23p63d64s2钴：1s22s22p63s23p63d74s2镍：1s22s22p63s23p63d84s2铜：1s22s22p63s23p63d104s1锌：1s22s22p63s23p63d104s2镓：1s22s22p63s23p63d104s24p1锗：1s22s22p63s23p63d104s24p2砷：1s22s22p63s23p63d104s24p3硒：1s22s22p63s23p63d104s24p4溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5氪：1s22s22p63s23p63d104s24p6第32页/共51页【练习】写出（1-36号）元素原子的电子排布式：见投影第33页/共51页第34页/共51页元素原子的电子排布：（1-36号）氢H1s1......钠Na1s22s22p63s1......钾K1s22s22p63s23p64s1【Ar】4s1......有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：铬24Cr[Ar]3d54s1铜29Cu[Ar]3d104s1第35页/共51页写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Si、P21Sc、25Mn、27Co、36Kr第36页/共51页1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（）

A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB4、某元素原子的价电子构型为3s23p4,则此元素在周期表的位置是____________第3周期，第VIA族第37页/共51页能层一二三四五六七符号能级最多电子数KLMNOPQ电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动

，在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。同一能层的电子，能量也可不同，可以把它们分成能级。1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P…

226261026101426…

注:在每一能层中,能级符号的顺序是nsnpndnf….(n代表能层），每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，任一能层的能级数等于该能层的序数。复习回忆第38页/共51页复习回忆1、原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数间有什么关系？2、不同的能层分别有多少个能级？与能层的序数间有什么关系？3、英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数是否相同？各级上所能容纳的电子数分别是多少？2n2能层序数=能级个数相同.如：1s22s23s2分别是1、3、5、7的2倍第39页/共51页1、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能级符号错误的是（）A．npB．nfC．ndD．ns课堂练习ADB3、下列各电子能层中，不包含d能级的是（）A、N能层B、M能层C、L能层D、K能层CD第40页/共51页电子填入轨道次序图1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p能量相近的能级划为一组,称为能级组第一能级组第二能级组第三能级组第四能级组第五能级组第六能级组第七能级组通式：ns······(n-2)f、(n-1)d、np第41页/共51页构造原理中排布顺序的实质------各能级的能量高低顺序

1)相同能层的不同能级的能量高低顺序：ns<np<nd<nf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p;3d<4d3)不同层不同能级可由下面的公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n为能层序数)第42页/共51页并不是所有基态原子的核外电子都符合构造原理。如：24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1思考与交流

从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？洪特规则：半充满、全充满更稳定第43页/共51页按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（）A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3pC第44页/共51页课后巩固练习1、1～36号元素的原子核外电子排布式2、1～36号元素原子简化核外电子排布式第45页/共51页例1、