第一节 原子结构
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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第一课时
【学习目标】
1. 进一步认识原子核外电子的分层排布
2. 知道原子核外电子的能层分布及其能量关系
3. 知道原子核外电子的能级分布及其能量关系，能用符号表示原子核外的不同能级
【学习过程】
一．原子的诞生
大量的 原子核的
宇宙大 2小时后诞生 少量的 其他元素（多数是 ，非金属共 种）
爆炸 极少量的 融合反应
二．能层与能级
1、能层：即电子层，根据电子的 不同对核外电子的划分。
能层 一 二 三 四 五 六 七 ……
能层符号
最多电子数 ……
能量变化 逐渐
如能层序数为n，每个能层最多可容纳的电子数为 。
【练习1】钠原子核外有 个电子，填充在 个能层上，K能层上填充 个电子，
L能层上填充 个电子，M能层上填充 个电子。能量最低的能层上有 个电子，
能量最高的能层上有 个电子。
【练习2】N能层容纳的电子数最多比M能层容纳的电子数多 个。
2、能级：多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把他们分成能级
能层 一 二 三 四 五
能层符号
能级符号
最多电子数
【小结】
（1）第一能层有 个能级，第二能层有 个能级，第三能层有 个能级， 第四能层有
个能级，依次类推,第n能层有 个能级。即每一能层的能级数等于 。
（2）在每一个能层中，能级符号的顺序是 。
（3）S、P、d、f能级上的电子数最多分别为 ，英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同
【练习1】以下能级符号错误的是( ) A.5s B．2d C．4f D．6p
【练习2】下列各能层不包含d能级的是（ ）
A、O能级 B、N能级 C、M能级 D、K能级
【练习3】下列说法正确的是（ ）
A．n＝1的能层可以有p能级，标记为1p B．n＝2的能层可以有d能级，标记为2d
C．n＝6的能层可以有f能级，标记为6f D．n＝3的能层可以有f能级，标记为3f
【练习4】下列关于能级的能量大小比较错误的是
A．E1s＜E2s＜E3s＜E4s B．E2p＜E3p＜E4p＜E5p C．E4s＜E4p＜E4d＜E4f D．E2s＜E2p＜E2d＜E2f
第二课时
高考资源网【学习目标】
1.了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布
2.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
3.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
4.知道原子的基态和激发态的涵义
5.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用
三．构造原理：
1、含义：在多电子原子中，电子大多是按下图的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为“构造原理”。构造原理就是电子的排布顺序，其实质是各能级的 高低顺序。
【小结】
（1）同一能层中，各能级之间的能量大小关系是：s p d f。
（2）不同能层中符号相同的能级，能层序数越大，能量越 ，如：1s 2s 3s……；2p 3p 4p…。
2、应用……原子的电子排布式和简化电子排布式
方法：
举例：11Na的电子排布式为： 。 20Ca：
简化电子排布式：为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加方括号表示，例如K的电子排布式为
K的简化电子排布式为
【注意】在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序书写。如21号钪（音：kang）（Sc）的电子排布式应为 。
【练习1】填写下表：
元素符号 核电荷数 电子排布式 周期表中的位置
周期 族
Na
Si
As 33
Ti 22
Mn 25
Zn 30
【练习2】五种元素的原子电子排布式如下：
A．1s22s22p63s23p63d64s2；B．1s22s22p63s2；C．1s22s22p6；D．1s22s22p63s23p2； E．[Ar]4s1。
其中属于稀有气体的是 （填序号）；A的元素符号是 ，A的简化电子排布式是 ；B、D、E三种元素的原子半径大小顺序是 （用元素符号填空）。
【练习3】已知X、Y两种元素的简化电子排布式分别为，X：[Ar]3d54s2；Y：[Ne]3s23p4。回答下列问题：
①X、Y两种元素的原子序数和元素符号分别是，X：____________；Y：____________。
②Y原子最外电子层上的电子数是能层数的_______倍；Y原子最外电子层上s能级与p能级上的电子数之比为______________。
【练习4】在1～18号元素中，最外层p能级上填充的电子数等于其电子层数的原子有__________；最外层p能级上填充的电子数是其电子层数的2倍的原子有__________。
【练习5】某基态原子第四电子层只有2个电子，该原子的第三电子层电子数可能有（ ）
A.8 B.18 C.8～18 D.18～32
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理：原子的电子排布遵循 原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。即电子在填充到各个能级中时，将尽可能先进入能量较 的能级，当能量较 的能级填充满后，再依次进入能量较 的能级。
2、基态和激发态：
基态： 是能量最 的状态，处于最低能量状态的原子称为基态原子，即核外电子排布遵循构造原理的原子。基态原子是最基本的状态，是稳定的状态。
激发态：当基态原子吸收能量后，电子会迁移到高能级，变成激发态原子，激发态原子不稳定，电子又会跃迁到能量较低的能级，并放出能量。光是电子释放能量的重要形式之一，如灯光、激光、烟火、都与电子跃迁释放能量有关。
3、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会 或 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的 光谱或 光谱，总称为原子光谱。每一种元素的吸收光谱和发射光谱的谱线各不相同，因此原子光谱常用于元素的 和 。光谱分析就是现代化学中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。
【小结】
能量， 光谱（亮背景、暗线、线状不连续）
基态原子(稳定) 激发态原子（不稳定）
能量， 光谱（暗背景、明线、线状不连续）
【练习1】下列电子排布式中属于激发态原子的是（ ）
A．1s22s22p4 B．1s22s22p63s23p64s2 C．1s22s12p3 D．1s22s13s1
【练习2】关于同一原子的基态和激发态的说法正确的是（ ）
A．基态时的能量比激发态时高 B．基态时比较稳定
C、基态到激发态放出能量 D、基态到激发态产生的光谱是发射光谱
【练习3】当碳原子的核外电子由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，下列说法正确的是（ ）
A．碳原子由激发态变为基态态 B．碳原子要从外界环境吸收能量
C．产生的光谱为发射光谱 D．碳原子的活动性减弱
【练习4】生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（ ）
A．钢铁长期使用后生锈 B．节日里燃放的焰火C．金属导线可以导电 D．卫生丸久置后消失
第三课时
【学习目标】
1.了解电子云和原子轨道的含义。
2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
五、电子云与原子轨道
1、电子的运动特点有哪些？
（1）质量 （2）运动速率 （3）运动范围 （4）有无确定的轨道？
2、电子运动的描述
（1）概率密度 =
（2）电子云: 。
电子云中的小黑点是 ，不是指电子，小黑点的疏密表示了 的大小
（3）电子云轮廓图—原子轨道：电子出现概率为 的空间。量子力学把电子在核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道
1S轨道 2S轨道 3S轨道 4S轨道
PX Py PZ PX PX、Py、PZ
【小结1】S轨道都是 形，能层越高轨道半径越 ，因为能层越高，电子离核越 ，电子能量越 ，电子在离核越远的区域出现的概率越 。
【小结2】P轨道是 形，无论是2P、3P、还是4P都有 个互相垂直的轨道。能层越高，轨道半径越 ，因为能层越高，电子离核越 ，电子能量越 ，电子在离核越远的区域出现的概率越 。
【小结3】不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图
形状 取向
K 1S ……
L 2S ……
2P
M 3S ……
3P
3d …… …… ……
N 4S ……
4P
4d …… …… ……
4f …… …… ……
【练习】
1、氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是 （ ）
A．1个小黑点表示一个电子 B．黑点的多少表示电子个数的多少
C．表示电子运动的轨迹 D．表示电子在核外空间出现机会的多少
2、下列有关核外电子运动规律的描述中，错误的是（ ）
A．核外电子质量很小，在原子核外做高速运动
B．在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内出现的几率大
C．在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核做高速圆周运动
D．s电子的电子云都是球形，p电子的电子云都是哑铃型
六、泡利原理和洪特规则
1、泡利原理和电子排布图
泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，而且它们的自旋状态 （自旋有顺时针和逆时针两种，常用上下箭头↑↓表示），由泡利提出，也称为泡利不相容原理。
电子排布图：用方框表示一个原子轨道，用箭头表示电子。能量不同的轨道要间隔开来，能量相同的轨道并列。电子排布图不仅能表示出原子的核外电子排布在哪些电子能层上，还能表示出这些电子的自旋状态。
如Li的电子排布图为：
1S 2S
↑↓ ↑
9F的电子排布图：
13Al的电子排布图：
2、洪特规则及特例
洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是优先 占据一个轨道，而且自旋状
态 ，这个规则首先由洪特提出，称为洪特规则。
洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满（如P6、d10、f14）、半充满（如P3、d5、f7）和全空时（如P0、d0、f0），体系能量 ，原子较 ，这一点对部分原子的核外电子排布是适用的。如Cr和Cu。
24Cr的核外电子排布式为 。
29Cu的核外电子排布式为 。
【小结】基态原子的电子排布遵循 最低原理、 原理、 规则。
【练习】
1、解释每一能层最多容纳2n2个电子？
2、下列说法中正确的是（ ）
A．原子轨道是指原子中电子运动的轨迹 B．每个原子轨道最多容纳2个自旋方向相同的电子
C．电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反
D．每个p能级都有3个原子轨道，而且它们相互垂直
3、下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是 （ ）
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式的1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上只有一个的电子的X原子和3P轨道上只有一个的电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
4、下列离子中外层d轨道达半充满状态的是 ( ) A、Cr3+ B、Fe3+ C、Co3+ D、Cu+
5、某元素原子序数为21，它有多少个能层？多少个能级？占有多少个原子轨道？此元素有多少个未成对电子？它的价电子数是多少？
6、有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子的核外P电子数比S电子数少1，C为金属元素且原子核外P电子数和S电子数相等；D元素的原子核外所有P轨道全满或半满。
（1）写出四种元素的元素符号：
A________ B________ C________ D________
（2）写出C、D两种元素基态原子核外电子排布图。
该能级上填充
的电子数目
能层序数
能级符号
nxm
第一节 原子结构
第一课时
【学习目标】
1. 进一步认识原子核外电子的分层排布
2. 知道原子核外电子的能层分布及其能量关系
3. 知道原子核外电子的能级分布及其能量关系，能用符号表示原子核外的不同能级
【学习过程】
一．原子的诞生
大量的 原子核的
宇宙大 2小时后诞生 少量的 其他元素（多数是 ，非金属共 种）
爆炸 极少量的 融合反应
二．能层与能级
1、能层：即电子层，根据电子的 不同对核外电子的划分。
能层 一 二 三 四 五 六 七 ……
能层符号
最多电子数 ……
能量变化 逐渐
如能层序数为n，每个能层最多可容纳的电子数为 。
【练习1】钠原子核外有 个电子，填充在 个能层上，K能层上填充 个电子，
L能层上填充 个电子，M能层上填充 个电子。能量最低的能层上有 个电子，
能量最高的能层上有 个电子。
【练习2】N能层容纳的电子数最多比M能层容纳的电子数多 个。
2、能级：多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把他们分成能级
能层 一 二 三 四 五
能层符号
能级符号
最多电子数
【小结】
（1）第一能层有 个能级，第二能层有 个能级，第三能层有 个能级， 第四能层有
个能级，依次类推,第n能层有 个能级。即每一能层的能级数等于 。
（2）在每一个能层中，能级符号的顺序是 。
（3）S、P、d、f能级上的电子数最多分别为 ，英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同
【练习1】以下能级符号错误的是( ) A.5s B．2d C．4f D．6p
【练习2】下列各能层不包含d能级的是（ ）
A、O能级 B、N能级 C、M能级 D、K能级
【练习3】下列说法正确的是（ ）
A．n＝1的能层可以有p能级，标记为1p B．n＝2的能层可以有d能级，标记为2d
C．n＝6的能层可以有f能级，标记为6f D．n＝3的能层可以有f能级，标记为3f
【练习4】下列关于能级的能量大小比较错误的是
A．E1s＜E2s＜E3s＜E4s B．E2p＜E3p＜E4p＜E5p C．E4s＜E4p＜E4d＜E4f D．E2s＜E2p＜E2d＜E2f
第二课时
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1.了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布
2.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
3.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
4.知道原子的基态和激发态的涵义
5.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用
三．构造原理：
1、含义：在多电子原子中，电子大多是按下图的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为“构造原理”。构造原理就是电子的排布顺序，其实质是各能级的 高低顺序。
【小结】
（1）同一能层中，各能级之间的能量大小关系是：s p d f。
（2）不同能层中符号相同的能级，能层序数越大，能量越 ，如：1s 2s 3s……；2p 3p 4p…。
2、应用……原子的电子排布式和简化电子排布式
方法：
举例：11Na的电子排布式为： 。 20Ca：
简化电子排布式：为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加方括号表示，例如K的电子排布式为
K的简化电子排布式为
【注意】在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序书写。如21号钪（音：kang）（Sc）的电子排布式应为 。
【练习1】填写下表：
元素符号 核电荷数 电子排布式 周期表中的位置
周期 族
Na
Si
As 33
Ti 22
Mn 25
Zn 30
【练习2】五种元素的原子电子排布式如下：
A．1s22s22p63s23p63d64s2；B．1s22s22p63s2；C．1s22s22p6；D．1s22s22p63s23p2； E．[Ar]4s1。
其中属于稀有气体的是 （填序号）；A的元素符号是 ，A的简化电子排布式是 ；B、D、E三种元素的原子半径大小顺序是 （用元素符号填空）。
【练习3】已知X、Y两种元素的简化电子排布式分别为，X：[Ar]3d54s2；Y：[Ne]3s23p4。回答下列问题：
①X、Y两种元素的原子序数和元素符号分别是，X：____________；Y：____________。
②Y原子最外电子层上的电子数是能层数的_______倍；Y原子最外电子层上s能级与p能级上的电子数之比为______________。
【练习4】在1～18号元素中，最外层p能级上填充的电子数等于其电子层数的原子有__________；最外层p能级上填充的电子数是其电子层数的2倍的原子有__________。
【练习5】某基态原子第四电子层只有2个电子，该原子的第三电子层电子数可能有（ ）
A.8 B.18 C.8～18 D.18～32
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理：原子的电子排布遵循 原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。即电子在填充到各个能级中时，将尽可能先进入能量较 的能级，当能量较 的能级填充满后，再依次进入能量较 的能级。
2、基态和激发态：
基态： 是能量最 的状态，处于最低能量状态的原子称为基态原子，即核外电子排布遵循构造原理的原子。基态原子是最基本的状态，是稳定的状态。
激发态：当基态原子吸收能量后，电子会迁移到高能级，变成激发态原子，激发态原子不稳定，电子又会跃迁到能量较低的能级，并放出能量。光是电子释放能量的重要形式之一，如灯光、激光、烟火、都与电子跃迁释放能量有关。
3、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会 或 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的 光谱或 光谱，总称为原子光谱。每一种元素的吸收光谱和发射光谱的谱线各不相同，因此原子光谱常用于元素的 和 。光谱分析就是现代化学中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。
【小结】
能量， 光谱（亮背景、暗线、线状不连续）
基态原子(稳定) 激发态原子（不稳定）
能量， 光谱（暗背景、明线、线状不连续）
【练习1】下列电子排布式中属于激发态原子的是（ ）
A．1s22s22p4 B．1s22s22p63s23p64s2 C．1s22s12p3 D．1s22s13s1
【练习2】关于同一原子的基态和激发态的说法正确的是（ ）
A．基态时的能量比激发态时高 B．基态时比较稳定
C、基态到激发态放出能量 D、基态到激发态产生的光谱是发射光谱
【练习3】当碳原子的核外电子由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，下列说法正确的是（ ）
A．碳原子由激发态变为基态态 B．碳原子要从外界环境吸收能量
C．产生的光谱为发射光谱 D．碳原子的活动性减弱
【练习4】生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（ ）
A．钢铁长期使用后生锈 B．节日里燃放的焰火C．金属导线可以导电 D．卫生丸久置后消失
第三课时
【学习目标】
1.了解电子云和原子轨道的含义。
2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
五、电子云与原子轨道
1、电子的运动特点有哪些？
（1）质量 （2）运动速率 （3）运动范围 （4）有无确定的轨道？
2、电子运动的描述
（1）概率密度 =
（2）电子云: 。
电子云中的小黑点是 ，不是指电子，小黑点的疏密表示了 的大小
（3）电子云轮廓图—原子轨道：电子出现概率为 的空间。量子力学把电子在核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道
1S轨道 2S轨道 3S轨道 4S轨道
PX Py PZ PX PX、Py、PZ
【小结1】S轨道都是 形，能层越高轨道半径越 ，因为能层越高，电子离核越 ，电子能量越 ，电子在离核越远的区域出现的概率越 。
【小结2】P轨道是 形，无论是2P、3P、还是4P都有 个互相垂直的轨道。能层越高，轨道半径越 ，因为能层越高，电子离核越 ，电子能量越 ，电子在离核越远的区域出现的概率越 。
【小结3】不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图
形状 取向
K 1S ……
L 2S ……
2P
M 3S ……
3P
3d …… …… ……
N 4S ……
4P
4d …… …… ……
4f …… …… ……
【练习】
1、氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是 （ ）
A．1个小黑点表示一个电子 B．黑点的多少表示电子个数的多少
C．表示电子运动的轨迹 D．表示电子在核外空间出现机会的多少
2、下列有关核外电子运动规律的描述中，错误的是（ ）
A．核外电子质量很小，在原子核外做高速运动
B．在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内出现的几率大
C．在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核做高速圆周运动
D．s电子的电子云都是球形，p电子的电子云都是哑铃型
六、泡利原理和洪特规则
1、泡利原理和电子排布图
泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，而且它们的自旋状态 （自旋有顺时针和逆时针两种，常用上下箭头↑↓表示），由泡利提出，也称为泡利不相容原理。
电子排布图：用方框表示一个原子轨道，用箭头表示电子。能量不同的轨道要间隔开来，能量相同的轨道并列。电子排布图不仅能表示出原子的核外电子排布在哪些电子能层上，还能表示出这些电子的自旋状态。
如Li的电子排布图为：
1S 2S
↑↓ ↑
9F的电子排布图：
13Al的电子排布图：
2、洪特规则及特例
洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是优先 占据一个轨道，而且自旋状
态 ，这个规则首先由洪特提出，称为洪特规则。
洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满（如P6、d10、f14）、半充满（如P3、d5、f7）和全空时（如P0、d0、f0），体系能量 ，原子较 ，这一点对部分原子的核外电子排布是适用的。如Cr和Cu。
24Cr的核外电子排布式为 。
29Cu的核外电子排布式为 。
【小结】基态原子的电子排布遵循 最低原理、 原理、 规则。
【练习】
1、解释每一能层最多容纳2n2个电子？
2、下列说法中正确的是（ ）
A．原子轨道是指原子中电子运动的轨迹 B．每个原子轨道最多容纳2个自旋方向相同的电子
C．电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反
D．每个p能级都有3个原子轨道，而且它们相互垂直
3、下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是 （ ）
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式的1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上只有一个的电子的X原子和3P轨道上只有一个的电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
4、下列离子中外层d轨道达半充满状态的是 ( ) A、Cr3+ B、Fe3+ C、Co3+ D、Cu+
5、某元素原子序数为21，它有多少个能层？多少个能级？占有多少个原子轨道？此元素有多少个未成对电子？它的价电子数是多少？
6、有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子的核外P电子数比S电子数少1，C为金属元素且原子核外P电子数和S电子数相等；D元素的原子核外所有P轨道全满或半满。
（1）写出四种元素的元素符号：
A________ B________ C________ D________
（2）写出C、D两种元素基态原子核外电子排布图。
该能级上填充
的电子数目
能层序数
能级符号
nxm