高中化學第一章原子結(jié)構與性質(zhì)11能層與能級構造原理與電子排布式教學案高二化學教學案

【第一課時能層與能級結(jié)構原理與電子排布式】之小船創(chuàng)作學習目標：1.知道原子核外電子的能級散布。2.認識原子結(jié)構的結(jié)構原理。3.能用電子排布式表示常有元素(1～36號)原子核外電子的排布。[知識回首]1．原子結(jié)構原子核質(zhì)子Z個A中子N個＝A－Z個Z原子(X)電子Z個質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)2．質(zhì)子數(shù)決定了元素的種類，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子種類。[重點梳理]1．開天辟地—原子的出生原子的出生—宇宙大爆炸理論2小時后大爆炸――→大批的氫，少許的氦和很少許的鋰出生原子核的交融反響――――――――→其余元素。合成宇宙的構成元素氫約占宇宙原子總數(shù)的88.6%，氦約占氫原子數(shù)的1/8，它們加在一同占宇宙原子總數(shù)的99.7%以上，其余90多種天然元素原子的總數(shù)加起來不足1%。地球上的元素絕大部分是金屬，非金屬(包含罕有氣體)僅22種。2．能層、能級能層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不一樣的，依照電子的能量差別將其分紅不一樣能層。往常用K、L、M、N表示，能量挨次高升。能級：在多電子原子中，同一能層里的電子的能量也可能不一樣，又將其分紅不一樣的能級，往常用s、p、d、f等表示，同一能層里，各能級的能量按ns、np、nd、nf(n代表能層)的次序高升。能級數(shù)等于能層序數(shù)，M能層的能級符號分別為：3s、3p、3d。各能級可容納的最多電子數(shù)以下表：能級spdfg最多容納26101418的電子數(shù)結(jié)論各能級最多容納的電子數(shù)挨次為1、3、5、7、9的兩倍結(jié)構原理與電子排布式結(jié)構原理①多電子原子中，原子核外電子大多是依照以下圖的次序填補的，填滿一個能級再填一個新能級。這個規(guī)律稱為結(jié)構原理。②依據(jù)結(jié)構原理，絕大部分原子核外電子依照以下順序：1s2s2p3s3p4s3d4p。電子排布式電子排布式：將K、L、M、N等能層分別用1、2、3、4等數(shù)字表示，各能級用s、p、d、f等符號表示，在相應能級符號的右上角用數(shù)字表示出該能級上所排布的電子數(shù)，這種式子叫電子排布式。如Na原子的電子排布式為1s22s22p63s1，簡化的電子排布式為[Ne]3s1。知識點一能層與能級1．能層多電子原子中，原子核外電子是分層排布的。請達成下表：能層一二三四五六七符號KLMNOPQ最多容納28183250電子數(shù)離核遠近由近→遠能量高低由低→高能級任一能層的能級都是從s能級開始，能級數(shù)量等于該能層序數(shù)。N能層有4個能級，能級符號挨次為4s、4p、4d、4f,4d、4f能層最多容納的電子數(shù)為：10、14。在同一能層中各能級能量大小次序為：ns＜np＜ndnf。[問題研究]1．每一能層最多容納的電子數(shù)與能層序數(shù)(n)之間有怎樣的關系？[答案]原子核外每一能層最多容納的電子數(shù)為2n2。2．英文字母同樣的不一樣能級容納的電子數(shù)能否同樣？能量的高低有如何的關系？[答案]英文字母同樣的不一樣能級容納的電子數(shù)同樣。能層序數(shù)越大(離核越遠)能量越高，如：1s<2s<3s<4s。1．能層與能級經(jīng)過必修2的學習，我們已經(jīng)知道多電子原子的核外電子的能量是不一樣的，由內(nèi)而外能夠分為：第一、二、三、四、五、六、七能層符號表示K、L、M、N、O、P、Q――――――――――――――――――――――――→能量由低到高比如：鈉原子有11個電子，散布在三個不一樣的能層上，第一層2個電子，第二層8個電子，第三層1個電子。因為原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子老是盡可能先從內(nèi)層排起，當一層充滿后再填補下一層?？墒峭粋€能層的電子，能量也可能不一樣，還能夠把它們分紅能級(s、p、d、f)，就好似能層是樓層，能級是樓梯的階級。能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)以下：每個能層中，能級符號的次序是ns、np、nd、nf；任一能層，能級數(shù)＝能層序數(shù)；s、p、d、f

可容納的電子數(shù)挨次是

1、3、5、7的兩倍。2．原子核外每一能層最多容納的電子數(shù)是

2n2(

n是能層序數(shù))個的原由：每一能層有的能級數(shù)等于能層序數(shù)，及第n能層有n個能級，而按s、p、d、f擺列，各能級最多容納的電子數(shù)為1、3、5、7(等差數(shù)列，公差為2)的2倍。各能層最多容納的電子數(shù)為2(1＋3＋)。依據(jù)等差數(shù)列前n項和公式1＋nn－1(1為首項，d為公差)，則各能na2dan－1層最多容納的電子數(shù)為2＝na1＋d2×1＋nn－1×2＝2。2n22n每一能層中能級次序挨次為：

ns、np、nd、nf

，故每個能層都有s能級，第二能層出現(xiàn)d能級，第四能層才有f能級。

p能級，第三能層才有1．(

雙選

)

以下各能層中不包含

d能級的是

(

)A．L能層B．M能層C．N能層D．K能層[分析]第三層才有

每個能層都有s能級，第二能層出現(xiàn)d能級，第四能層才有f能級。

p能級，[答案]AD2．在基態(tài)多電子原子中，對于核外電子能量的表達錯誤的是()A．最易失掉的電子能量最高B．3d能級的能量高于3p能級C．p軌道電子能量必定高于s軌道電子能量D．在離核近來地區(qū)內(nèi)運動的電子能量最低[分析]能量越高的電子在離核越遠的地區(qū)內(nèi)運動，也就越簡單失掉，A正確；在同一能層中各能級能量大小次序為：ns＜np＜nd＜nf，B正確；同一能層，p軌道電子的能量必定比s軌道電子能量高，不一樣能層，外層s能級電子能量高于內(nèi)層p能層電子能量，C錯誤；電子第一排布能量最低、離核近來的軌道，再挨次排布離核較遠、能量較高的軌道，D正確。[答案]C能層與能級是掌握原子核外電子排布的基礎。要知道能層區(qū)分依照，正確記憶能層序數(shù)的字母表示，明確每個能層中的能級數(shù)和能級符號及各能級容納的電子數(shù)。能比較個能級的能量高低。如：N能層(第四能層)。有4s、4p、4d、4f四個能級，各能級最多容納的電子數(shù)為2、6、10、14，N能2層最多容納的電子數(shù)為2×4＝32。各能級能量關系為：4s4p＜4d＜4f。知識點二結(jié)構原理與電子排布式1．結(jié)構原理核外電子排布的一般規(guī)律——分層排布①核外電子老是盡量先排布在能量較低的電子層，而后由里向外，挨次排布在能量逐漸高升的電子層(能量最低原理)。②原子核外各電子層最多容納2n2個電子。③原子最外層電子數(shù)量不可以超出8個(K層為最外層時不可以超出2個電子)。④次外層電子數(shù)量不可以超出18個(K層為次外層時不可以超出2個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)量不可以超出32個。(說明：以上規(guī)律是相互聯(lián)系的，不可以孤立地理解。)能級交織現(xiàn)象由結(jié)構原理可知，從第三層開始各能級不完整依照能層次序，產(chǎn)生能級交織擺列，即產(chǎn)生“能級交織現(xiàn)象”。如：E3d＞E4s，E5d＞E4f＞E6s。(填“＞”“＜”或“＝”)多電子原子中核外電子填入能級的次序教材P6圖1－2結(jié)構原理表示圖中各圓圈間連結(jié)線的方向表示隨核電荷數(shù)遞加而增添的電子填入能級的次序。填入能級的次序為：1s,2s2p,3s3p,4s3d4p,5s4d5p。[問題研究]1．電子排布式能夠簡化書寫，如Na的電子排布式能夠?qū)懗蒣Ne]3s1。方括號里的符號的意義是什么？請寫出Cl、Ca、Fe簡化的電子排布式。[答案][Ne]稱為原子實，表示對應原子的核外電子排布與Ne同樣的部分。Cl、Ca、Fe簡化的電子排布式分別為：[Ne]3s23p5,[Ar]4s2，[Ar]3d64s2。原子核外電子排布有哪些表示方法？[答案](1)原子結(jié)構簡圖：35Br的原子結(jié)構簡圖為，表示原子核外各能層上排布的電子數(shù)。電子排布式：①電子排布式是用核外電子散布的能級及各能級上的電子數(shù)表示電子排布的式子。如

Al

原子的電子排布式是1s22s22p63s23p1，Ca原子的電子排布式是

1s22s22p63s23p64s2。②簡化電子排布式：將電子排布式中的內(nèi)層電子排布用相應的罕有氣體元素符號加方括號來表示，而獲得的式子稱為簡化電子排布式。如碳、鎂、鈣的簡化電子排布式分別為[He]2s22p2、[Ne]3s2、[Ar]4s2。1．能級組美國有名結(jié)構化學家Pauling提出，將全部的能級，共分紅能量鄰近的七個能級組。此中除第一能級組只有一個能級外，其余各能級組均以ns開始，以np結(jié)束。即Ens

＜E(n－2)f

＜E(n－1)d＜

Enp。則第三能級組的電子填入能級的次序為：3s3p，第五能級組的電子填入能級的次序為第六能級組的電子填入能級的次序為6s4f5d6p交織圖和能級組。

5s4d5p，，如能級當出現(xiàn)

d軌道時，固然電子按

ns，(

n－1)d

，np

次序填序，但在書寫電子排布式時，仍把

(

n－1)d

放在

ns

前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。2．周期表中1～7周期的元素種類分別是2、8、8、18、18、32、32，以第5、7周期為例：在周期表中

1～7

周期的元素種類數(shù)與對應

(

周期序數(shù)與能級組序數(shù)同樣

)

能級組所容納的最多電子數(shù)同樣。如第

5周期有

18種元素，第

5能級組為：

5s4d5p

，各能級容納的電子數(shù)之和為2＋10＋6＝18。如第7周期有32種元素，第7能級組為：7s5f6d7p，各能級容納的電子數(shù)之和為214＋10＋6＝32。即在周期表中各周期的元素種類數(shù)與對應(周期序數(shù)與能級組序數(shù)同樣)能級組所容納的最多電子數(shù)同樣。1．某原子第5電子層只有2個電子，其第4電子層電子數(shù)為()A．8B．18C．8～18D．8～32[分析]依據(jù)結(jié)構原理，第5電子層上有2個電子，第5能級組為5s4d5p,4d排布0～10個電子。則該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d0～105s2，第4電子層電子數(shù)為8～18。[答案]C2．(1)寫出以下原子的電子排布式和簡化的電子排布式。元素原子電子排布式簡化的電子排布式NMgSTi(2)X元素的＋1價陽離子的核外電子排布與氬原子同樣，則X元素的原子核外電子排布式為________。[分析](1)依據(jù)原子核外電子排布依照的規(guī)律書寫原子核外電子排布式，注意從3d能級開始出現(xiàn)能級交織現(xiàn)象。氬原子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，故X元素的原子失掉

4s

上的

1個電子形成陽離子。則

X是

K，K原子核外電子排布式為

1s22s22p63s23p64s1。[

答案]

(1)元素原子

電子排布式

簡化的電子排布式N

1s22s22p3

[He]2s

22p3Mg

1s22s22p63s2

[Ne]3s

2S

1s2s2p3s3p

[Ne]3s

3pTi

1s22s22p63s23p63d24s2

[Ar]3d

24s2(2)1s22s22p63s23p64s1要正確書寫1～36號元素原子的電子排布式，第一要熟記1～36號元素的原子序數(shù)及對應的元素符號和元素名稱，熟習罕有氣體的電子排布式。元素原子簡化的電子排布式：[]內(nèi)是該元素上一周期的罕有氣體元素符號，將節(jié)余電子(元素的原子序數(shù)－上一周期的罕有氣體的原子序數(shù))挨次排布在該元素所在周期序數(shù)對應的能級組中(Cr、Cu等少量元素原子排布還依照其余規(guī)則，下一課時學習)。如：Mn(第4周期，原子序數(shù)25,25－18＝7)原子簡化的電子排布式：括號是第3周期的罕有氣體(Ar)，第4能級組為4s3d4p,7個電子的填補是4s23d5。書寫時能層低的寫在左側(cè)。則Mn原子簡化的電子排布式為：[Ar]3d54s2，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d54s2。[知識脈絡]1．能層與能級能層區(qū)分原則及能層序號能層中能級的數(shù)量及能級符號能級各能級中容納的最多電子數(shù)結(jié)構原理與電子排布結(jié)構原理與能級交織核外電子排布的表示方法核外電子排布式和簡化核外電子排布式的書寫[核心重點]1．依據(jù)能量不一樣和離核的遠近將原子核外電子分紅K、L、M、N不一樣能層，任一能層，能級數(shù)＝能層序數(shù)；s、p、d、f可容納的電子數(shù)挨次是1、3、5、7的兩倍。2．原子核外電子按結(jié)構原理

(3d

后出現(xiàn)能級交織

)按能量由低到高次序排布在各能級：1s；2s2p

；3s3p

；4s3d4p;5s4d5p

；6s4f5d6p

；7s5f6d7p

。3．固然電子在填補時依照結(jié)構原理，但書寫電子排布式時能層低的寫在左側(cè)，不可以依照填補次序?qū)?。如V(釩，原子2262623序數(shù)23)電子填補次序為：1s2s2p3s3p4s3d，但電子排2262632布式表示為：1s2s2p3s3p3d4s。4．電子排布式的內(nèi)層電子排布可用相應罕有氣體的元素符號加方括號表示。如Al的簡化電子排布式為：[Ne]3s23p1。1．(雙選)以下能級符號存在錯誤的一組是()A．1s、2p、2dB．1s、2s、3sC．2s、2p、3fD．4p、4d、4f[分析]能層中能級數(shù)＝能層序數(shù)，g次序排布，第3能層出現(xiàn)d能級，第

能級按s、p、d、f、4能層出現(xiàn)f能級。AC錯誤。[答案]AC2．以下相關認識正確的選項是()A.s、p、d、f能級可容納的最多電子數(shù)挨次是1、3、5、7的兩倍B．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束C．各能層含有的能級數(shù)為n－1D．各能層含有的電子數(shù)為2n2[分析]各能層的能級數(shù)＝能層序數(shù)，第1能層只有s能級，第2能層只有s、p兩個能級。B、C項錯誤；各能層最多含有的電子數(shù)為2n2，原子核外的最外層電子數(shù)最多不超出8個，D項錯誤。[答案]A3．以下各原子或離子的電子排布式錯誤的選項是()A．Al1s22s22p63s23p1B.O2－1s22s22p4C．Na＋1s22s22p6D．Si1s2