第1课时 能层与能级

1、1金太阳教育研究院第1节原子结构第1课时能层与能级第一章原子结构与性质2020导学案课堂同步用书选修3第2页第1节第1课时1. 了解物质结构与物质性质之间的关系,认识学习物质结构的意义。2. 了解原子核的诞生及人类认识原子结构的历程。3. 熟知核外电子能层与电子层的关系,了解原子核外电子的能层、能级分布,能用符号表示原子核外的不同能级。第3页第1节第1课时导入新课“原子”一词源自古希腊,其英文名称(atom)本意是不能进一步分割的最小粒子,但是随着科学发展,原子被认为是由电子、质子和中子(氢原子由质子和电子构成)构成的。20世纪初,丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系,提出了原子的行星模型,认为原

2、子核外电子像行星绕着太阳运行那样绕着原子核运动,并在1916年获得诺贝尔物理学奖。然而十年后,行星模型被彻底【思考】了。(1) 电子在原子核外是如何运动的?(2) 电子在原子核外运动有何规律?(3) 如何形象地描述电子的核外排布?第4页第1节第1课时第 1 层级知识记忆与理解目录 第 2 层级思维探究与创新 第 3 层级技能应用与拓展 第 4 层级总结评价与反思知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第5页第1节第1一课章时返回目录开天辟地原子的诞生1.物质结构与性质间的关系是物质结构决定物质性质,物质性质反映物质结构 。创立了化学原子论;1869年, 门捷列夫 发表了元素周期

3、表2.1803年,英国化学家 道尔顿;1904年, 汤姆生提出了原子结构的“葡萄干面包式”模型;1911年,英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的有核模型;1913年丹麦科学家 玻尔进一步建立起核外电子分层排布的原子结构模型;1926年建立了原子结构的 电子云模型。3.原子的诞生答案5N、O、P、Q知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第6页第1节第1一课章时返回目录4.宇宙的组成元素及其含量K、L、M、5.第一、二、三、四、五、六、七能层的符号分别是 K、L、M、N、O、P、Q ,其中能量从低到高的顺序是 KLMNOPQ。答案6知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价

4、与反思第7页第1节第1一课章时返回目录6.能级的符号和所能容纳的最多电子数案7能层KLMN能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f各能级最多电子数2262610261014各能层最多电子数281832答知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第8页第1节第1一课章时返回目录注:(1)在每一个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nf(2) 任一能层的能级都是从s能级开始,而且能级数等于能层序数。(3) 按s、p、d、f 排序的各能级最多可容纳的电子数依次是1、3、5、7的两倍。微思考1什么是能层?核外电子共有几个能层?【答案】能层即我们学过的电子层,根据离原子核远近的不

5、同,由里向外可分为第一、二、三、四、五、六、七能层,分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。微思考2每个能层都是从s能级开始,一直到 f 能级结束吗?【答案】在任一能层中,能级个数=能层序数,即K层只有s能级,L层有s和p两个能级,M层有s、p和d三个能级,以此类推。答案8知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第9页第1节第1一课章时返回目录1.下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是( C)。电子分层排布模型核式模型A.C.“葡萄干布丁”模型量子力学模型道尔顿原子学说B.D.【解析】阴极射线的发现、-粒子散射实验、氢原子光谱的发现和研究都对揭示原子内部结构的奥秘

6、具有极为重要的作用。道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等人先后提出了原子结构模型,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汤姆生“葡萄干布丁”模型卢瑟福核式模型玻尔电子分层排布模型量子力学模型。9知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第1 0页第1节第1一课章时返回目录2.下列能级中容纳的电子数为10的是()。DA.s能级B.p能级C.d能级D.f能级【解析】能级s、p、d、f容纳的电子数依次是2、6、10、1410知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第1 1页第1节第1一课章时返回目录3. 下列有关叙述不正确的是(A

7、.能层就是电子层)。DB. 原子核外的s能级的能量均相同C. 同一能层中的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf D.每个能层最多可容纳的电子数是2n2【解析】不同能层中的s能级的能量不同,能层越大,s能级的能量越高, 例如,E(1s)E(2s)E(3s),B项错误。11知识记忆与理解思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思第1 2页第1节第1一课章时返回目录4.原子核外第四能层所含能级数、最多容纳电子数分别为( D)。A.3、18C.5、32B.4、24D.4、32【解析】每一能层包含的能级数目等于该能层的序数,故第四能层包含s、p、d、f四个能级;每一能层最多容纳的电子数为

8、2n2,故第四能层最多容纳的电子数为242=32。12思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第1 3页第1节第1一课章时返回目录探究1：能级的表示方法与能量1. .如何比较不同能层中同一能级的能量?【答案】不同能层中的同一能级,能层序数越大,能量越高。2. 同一能层中,各能级之间的能量大小有怎样的关系?【答案】同一能层中,各能级之间的能量大小是spd”“=”或“”)。(1)2s 4s;(2)3p (3)3d(5)2p4s;3s;(4)4d(6)4d5d;5f。【解析】同一能层中各能级的能量高低顺序为nsnpndnf;不同能层之间,能量会产生能级交错现象,即能层序数大,其能级的

9、能量不一定高,如3d能级具有的 能量介于4s和4p能级具有的能量之间。15思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第1 6页第1节第1一课章时返回目录探究2：各能层与能级最多填充的电子数1. 每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)之间存在什么关系?【答案】 每一个能层最多可容纳的电子数为2n2。2. 不同能层相同类型的能级中最多可容纳的电子数有什么规律?【答案】不同能层相同类型的能级中最多可容纳的电子数是相等的,s、p、d、f 能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7的2倍,即2、6、10、14。3. 第4能层所容纳的电子数最多是多少?写出你推导的两种方法。【答案】方

10、法一:依据每一个能层中最多可容纳的电子数为2n2,当n=4时,2n2=32。方法二:第4 能层中有4个能级,即4s、4p、4d、4f,各能级最多可容纳的电子数分别是2、6、10、14,所以第4能层所容纳的电子数最多为32。16思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第1 7页第1节第1一课章时返回目录下列能级表示正确(实际存在的)且最多可容纳的电子数按由少到多的顺序排列的是(A)。A.1s、2p、3dC.2s、2p、2dB.1s、2s、3sD.3p、3d、3f【解析】从M层开始有d能级,即3d,不存在2d,故C项错误;同理从N层开始有f能级,即4f,故D项错误;不同能层的相同类

11、型的能级,最多容纳的电子数相同,故B项 错误。17思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第1 8页第1节第1一课章时返回目录一、能级的表示方法与能量1. 每一能层中含有能级及各能级序数各能层中的能级等于该能层序数,同一能层中的能级排列顺序为ns、np、nd(n代表能层)。2. 不同能层的能级组成任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数:第一能层只有一个能级(1s),第二能层有两个能级(2s和2p),第三能层有三个能级(3s、3p和3d),以此类推。18思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第1 9页第1节第1一课章时返回目录3.不同能层中各能

12、级之间能量大小关系(1)不同能层中同一能级,能层序数越大,能量越高。例如,1s2s3s,2p3p4p。(2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系是spdf,例如,第四能层中4s4p4d4f。(3)能层和能级都相同的各原子能量相等,如2px=2py=2pz。二、能层和能级中的“三个”数量关系1. 能层序数=能层中的能级数。2. 能级最多容纳的电子数=能级中轨道数目的2倍。s、p、d、f能级所包含的轨道数分别是1、3、5、7,根据泡利原理可知每个轨道最多容纳两个自旋状态相反的电子, 所以每个能级最多容纳的电子数为其轨道数的2倍。19思维探究与创新技能应用与拓展总结评价与反思知识记忆与理解第2 0页

13、第1节第1一课章时返回目录3.能层最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。如在第二能层有s、p两个能级,s能级容纳的电子数为12=2,p能级容纳的电子数最多为32=6,所以第二能层最多容纳的电子数为2+6=222,所以每一能层最多容纳的电子数为2n2。20特别提醒决定电子能量高低的因素(1) 能层:能级符号相同时,能层数越高,电子能量越高。(2) 能级:在同一能层的不同能级中,s、p、d、f能级的能量依次升高。(3)在多电子原子中会发生能级交错现象。技能拓展与应用总结评价与反思知识记忆与理解思维探究与创新第2 1页第1节第1一课章时返回目录A1.下列能级符号正确的是()。A.6sB.2dC

14、.1pD.3f【解析】能级数等于该能层序数:第一能层只有1个能级(1s),第二能层有2个能级(2s和2p),第三能层有3个能级(3s、3p、3d),依次类推。21技能拓展与应用总结评价与反思知识记忆与理解思维探究与创新第2 2页第1节第1一课章时返回目录2. 在同一个原子中,M能层上的电子与Q能层上的电子的能量大小关系是( BA.前者大于后者B.后者大于前者C.前者等于后者D.无法确定)。22技能拓展与应用总结评价与反思知识记忆与理解思维探究与创新第2 3页第1节第1一课章时返回目录3.下列说法正确的是()。BA. 1个s能级容纳的电子总是2个B. 1个p能级最多容纳6个电子C. 1个原子不同能层的s能级容纳的电子数都不相等D. 1个原子每个能层容纳的电子数都为2n2【解析】H原子s能级只有1个电子,A项错误;有的能层中s能级的电子数相等,且为2个,C项错误;若该能层没有排满电子,容纳的电子数就不会是2n2,D项错误。23技能