课件49张PPT。新课标人教版选修三《 物质结构与性质》第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质目 录三、原子结构与元素周期表一、元素周期表的结构(必修)二、原子结构和性质周期性变化(必修)四、元素周期律
1、原子的电子排布与周期的划分2、原子的电子排布与族的划分3、原子的电子构型和元素的分区（三）电负性周期性变化（二）电离能周期性变化（一）原子半径周期性变化一、元素周期表的结构周期短周期长周期第1周期：2 种元素第2周期：8 种元素第3周期：8 种元素第4周期：18 种元素第5周期：18 种元素第6周期：32 种元素不完全周期第7周期：26种元素镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素周期序数 = 电子层数（能层数）（横行） 族主族：副族：ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA 第Ⅷ族：稀有气体元素主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数学.科.网（纵行） 零族：共七个主族ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB 共七个副族三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间 一、元素周期表的结构十八纵行七横行
七主七副0和Ⅷ
三长三短一不全
镧系锕系排下边一、元素周期表的结构1、在周期表中，把 相同的元素，按
的顺序从左到右排成横行，称之为 ，有 个；在把不同横行中
相同的元素，按 递增的顺序由上而下排成纵行，称之为 ，共有
个纵行， 个族。16个族又可分为
主族、 副族、 Ⅷ族、 0族。能层数原子序数递增周期7最外层电子数能层数族18167个7个1个1个一、元素周期表的结构2、某周期ⅡA族元素的原子序数为x，则同周期的ⅢA族元素的原子序数是( )
A 只有x+1
B 可能是x+8或x+18
C 可能是x+2
D 可能是x+1或x+11或x+25 D一、元素周期表的结构（1）同一周期元素结构和性质具有一定的递变性；从左到右原子半径逐渐 ，失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐 ，元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐 ，对应氢化物的稳定性逐渐 ；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐 ；碱性逐渐 ；
（2）同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变性；同一主族，从上到下：原子半径逐渐 ，失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐 ，金属性逐渐 ，非金属性逐渐 ；对应氢化物的稳定性逐渐 ；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐 ；碱性逐渐 ； 二、原子结构和性质周期性变化减小减弱增强减弱减弱增强增强增强增大增强增强增强减弱减弱减弱减弱（3）同周期元素的主要化合价：
最高正价：+1递增到+7。（氟、氧例外）
负价：-4递增到-1，呈现周期性的变化。最高正价+|负价|=8二、原子结构和性质周期性变化思考与探究1、以第三周期为例，写出钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并观察原子的核外电子排布变化有什么规律？最外层电子排布从1个电子(ns1)到8个电子(ns2np6)呈周期性变化.结论：随着核电荷数的增加，原子核外电子排布发生周期性的变化。三、原子结构与元素周期表(一)原子的电子排布与周期的划分(一)原子的电子排布与周期的划分(1)结合周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素(除第一周期外)是 ________, 最外层电子排布为______,每一周期的最后一种元素都是 __________ , 这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是________. 碱金属ns1稀有气体ns2np6(2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的______. 能层数结论：随着核电荷数的增加，原子核外电子排布发生周期性的变化。三、原子结构与元素周期表2、你能否根据原子结构与各周期中元素种数的关系分析元素周期系周期发展规律？思考与探究三、原子结构与元素周期表由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。因而，我们可以把元素周期系的周期发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。三、原子结构与元素周期表元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋三、原子结构与元素周期表思考与探究
3、周期表上的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化。每个纵行的价电子层的电子总数是否相等？主族元素的价电子数和族序数有何关系？不一定相等相等三、原子结构与元素周期表(二)原子的电子排布与族的划分在周期中有18个纵列,除零族元素中He(1s2)与其他稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其他每个族序数和价电子数都是相等的.
主族元素：族序数=原子的最外层电子数
=价电子数
副族元素：大多数族序数=(n-1)d+ns的电子数
= 价电子数 三、原子结构与元素周期表4、已知某元素的原子序数是25，写出该元素原子的价电子层排布式，并指出该元素所属的周期和族。 其排布式为[Ar]3d54s2，由于最高能级组数为4，其中有7个价电子，故该元素是第四周期ⅦB族。三、原子结构与元素周期表(二)原子的电子排布与族的划分4、按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。划分区的依据是什么？ s区、d区、p区分别有几个纵列？区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号思考与探究(三)原子的电子构型和元素的分区(三)原子的电子构型和元素的分区S 区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素，除H外，其余为活泼金属。p区元素：最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。即ⅢA~ⅦA族、零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。 ds区元素:包括ⅠB族和ⅡB族元素，最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素 。f区元素：包括镧系和锕系元素。最外层电子数基本相同，化学性质相似。d区元素:包含第ⅢB族到Ⅷ族元素。最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素，性质相似。思考：为什么s区、d区、ds区的元素都是金属(除H外)？s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。三、原子结构与元素周期表(三)原子的电子构型和元素的分区1. 为什么副族元素又称为过渡元素？2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？思考：5、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？ 由于是ⅥA族， 4d必是全充满的，所以价电子排布为5s25p4，电子排布式[Kr]4d105s25p4课堂练习属P区小结:1、原子的电子排布与周期的划分2、原子的电子排布与族的划分 主族元素：族序数=原子的最外层电子数
=价电子数 副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的电子数 3、原子的电子构型和元素的分区周期序数=能层数5个区：s区、d区、ds区、p区、f区原子结构与元素周期表=价电子数四、元素周期律元素的性质随（ ）的递增发生周期性的递变，称为元素的周期律。 核电荷数 元素的金属性、非金属性随核电荷数的递增呈周期性的变化 元素的主要化合价（最高正价、负价）随核电荷数的递增呈周期性的变化学与问 元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？（一）原子半径：四、元素周期律（一）原子半径：1、影响因素:2、规律：（1）电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。四、元素周期律原子半径的大小取决于①电子的能层数
②核电荷数（2）电子层相同时,核电荷数越大，原子半径越小。（3）电子层、核电荷数都相同时,电子数越多，原子半径越大。比较下列微粒的半径的大小：
（1）Ca Al
(2) Na+ Na
(3) Cl- Cl
(4) K+ Ca2+ S2- CI- ><>S2->CI->K+>Ca2+（一）原子半径：四、元素周期律具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C
下列分析正确的是（ ）
A.原子序数关系：C>B>A
B.微粒半径关系： Bn-> An+
C.C微粒是稀有气体元素的原子
D. 原子半径关系是：Aa、从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属，最大的是稀有气体的元素；（2）同主族的元素自上而下第一电离能逐渐减少。3、电离能的意义：（第ⅡA元素和第ⅤA元素的反常现象如何解释？）b、第ⅡA元素>ⅢA的元素；第ⅤA元素>ⅥA元素 电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。元素的电离能越小，表示气态时越容易失去电子，即元素在气态时的金属性越强。ⅤA半充满、 ⅡA全充满结构学与问：
1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？碱金属元素的 第一电离能越小，金属的活泼性就越强。2.为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有何关系？因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而电离能越来越大。看逐级电离能的突变。（二）电离能（三）电负性（阅读课本Ｐ18）1、基本概念化学键：元素相互化合，相邻的原子之间产生的强烈的相互作用力，称为化学键。键合电子：原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小。（电负性是相对值，没有单位）四、元素周期律鲍林L.Pauling
1901-1994鲍林研究电负性的手搞（三）电负性（三）电负性金 属：＜1.8 类金属：≈1.8
非金属：＞1.8 以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度2、变化规律:
①同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大，表明其吸引电子的能力逐渐增强。②同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小趋势，表明其吸引电子的能力逐渐减弱。①电负性越大，元素的非金属性越强，电负性越小，元素的非金属性越弱，金属性越强。3、电负性的意义：②电负性相差很大（之差>1.7）的元素化合通常形成离子键；电负性相差不大（之差<1.7）的两种非金属元素化合，通常形成共价键；
电负性相差越大的共价键，共用电子对偏向电负性大的原子趋势越大，键的极性越大。科学探究1. 下列左图是根据数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作ⅠA、ⅦA元素的电负性变化图。 （三）电负性（三）电负性科学探究2.在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”。查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。 解答：Li、Mg在空气中燃烧的产物为Li2O、MgO，
Be(OH)2、Al(OH)3都是两性氢氧化物，H3BO3、H2SiO3都是弱酸。这些都说明“对角线规则”的正确性。（三）电负性科学史话稀有气体及稀有气体化合物的发现①1868年发现氦(He)―“太阳元素”②1892年发现分解氨气制取的N2和分离空气制取的N2的密度要小，拉姆塞等科学家通过实验从空气中分离未知气体—氩(Ar)—“懒惰”③1898年拉姆塞等人发现氪(Kr)—“隐藏”；氖(Ne)—“新”；氙(Xe)—“陌生”④1923年发现氡(Rn)—“源自镭”②之后又合成了XeF2、XeF4、XeF6；除氦外其它稀有气体都能形成化合物。惰性不惰，改称稀有气体。科学史话稀有气体及稀有气体化合物的发现小 结 三、原子结构与元素周期表一、元素周期表的结构二、原子结构和性质周期性变化四、元素周期律1、原子的电子排布与周期的划分2、原子的电子排布与族的划分3、原子的电子构型和元素的分区（三）电负性周期性变化（二）电离能周期性变化（一）原子半径周期性变化1.已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。 第四周期，ⅦB族。2.试确定32号元素在周期表中的位置。 第四周期，ⅣA族 3.判断处于第三周期，ⅣA族元素的价层
电子结构、原子序数。 [Ne]3s23p2，第14号元素练习： 练习： 4、碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是（ ）
Ａ.在碱金属中它具有最大的原子半径
Ｂ.它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱
C.钫在空气中燃烧时,只生成化学式为Fr2O的氧化物
D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸5、某元素X的气态氢化物化学式为H2X，则该元素的最高价含氧酸的化学式为 （ ）
A. H2XO3 B. H3XO4 C. H2XO4 D. HXO4CC6.下列说法正确的是（ ）
A.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C.在所有元素中，氟的第一电离能最大.
D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大.A反常现象最大的是稀有气体的元素：He从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）K＜ Na＜ Mg练习： 7．在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是 (? ? )
A? ns2np3 B? ns2np5
C? ns2np4 D? ns2np6C练习： 8.一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于1.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性相差小于1.7，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断：①NaF②AlCl3 ③NO④MgO⑤BeCl2⑥CO2
共价化合物（ ）
离子化合物（ ）②③⑤⑥①④练习： 1、每一周期元素都是从碱金属开始，以稀有气体结束
2、f区都是副族元素，s区和p区的都是主族元素
3、已知在20 0C 1 mol Na失去1 mol电子需吸收650 kJ能量，则其第一电离能为650 kJ/mol。
4、Ge的电负性为1.8，则其是典型的非金属
5、气态O原子的电子排布为：
6、离子半径：K+7、酸性 HClO4 >H2SO4 ，碱性：NaOH > Mg(OH)2
8、第一周期有2*12=2，第二周期有2*22=8，则第五周期有2*52=50种元素8、概念辩析××××√××√练习： 课件38张PPT。第一章 原子结构与性质第一节 原子结构 科学家们经过近一个世纪的研究，已经基本揭开了原子结构的面纱。原子原子核质子中子 (几乎集中原子的全部质量) (Z个)(Z个)[(A－Z)个](其运动空间几乎占据了原子的整个体积)电子原子结构的了解2 ．原子核外电子的排布 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。（1）能层与能级每一个能层最多可容纳的电子数：2n2能层（电子层）K L M N O+能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f能级（电子亚层） 在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，可以把它们分成能级。最多容纳电子数2262610261014①任一能层的能级数等于该能层的序数，依次用ns、np、nd、nf等表示④不同能层中，能级的能量高低是 1s<2s<3s<4s….2p<3p<4p…③不同能层中，符号相同的能级中容纳的最多电子数相同②以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的的最多电子数 依次为2、6、10、141、3、5、7……的二倍。⑤在同一能层中，能级的能量高低是 ns1 ．比较下列多电子原子的不同能层中能级的能量高低
（1）1s、3d （2）3s、3p、3d （3）2p、3p、4p1s<3d3s<3p<3d2p<3p<4p2 ．将下列多电子原子的能级按照能量由高到低的顺序排列1s、4p、2s、3s、5f、4s5f >4p>4s>3s>2s>1s能量升高能级交错——能级能量高低的顺序能量升高4s<3d<4p5s<4d<5p 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数增加而增加的电子填入能级的顺序（2）多电子原子的核外电子排布－－构造原理①电子排布式表示该能级填充的电子数目能级 虽先排4s后排3d ，但电子排布式中先写3d，后写4s。26Fe（铁）电子排布式中最后2个能级应写为
3d64s2，而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，
不能按填充顺序写。失电子的顺序：从外层到内层逐渐失去能层Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+ ：1s22s22p63s23p63d6Fe3+ ：1s22s22p63s23p63d51s11s2 2s11s21s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6要求熟练书写1～36号元素原子的电子排布式1s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s21s2 2s22p6 3s23p11s2 2s22p6 3s23p21s2 2s22p6 3s23p31s2 2s22p6 3s23p41s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p61s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d1 4s21s2 2s22p6 3s23p63d2 4s21s2 2s22p6 3s23p63d3 4s21s2 2s22p6 3s23p63d5 4s11s2 2s22p6 3s23p63d5 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d7 4s21s2 2s22p6 3s23p63d8 4s21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p31s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p41s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p51s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p61s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2【思考】是否所有元素的基态原子的电子排布都遵循构造
原理？铬、铜、银、金等【练习】请写出K+、S2-、 Cu2+ 离子的电子排布式？K+ ：1s22s22p63s23p6S2- ：1s22s22p63s23p6Cu2+ ：1s22s22p63s23p63d9【练习】请写出14、24、26、31号元素的简化电子排布式？K的简化电子排布式：[Ar] 4s1②简化电子排布式表示Ar(前一周期的稀有气体)的电子排布（原子实）K的电子排布式：1s22s22p63s23p64s114Si：[Ne] 3s23p224Cr：[Ar] 3d54s126Fe：[Ar] 3d64s231Ga：[Ar] 3d104s24p1③外围电子排布式 化学反应中，原子的外围电子发生变化，而“原子实”不受影响。所以描述原子核外电子排布式时可省去“原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对于主族元素的原子，外围电子又称价层电子或价电子）。K原子的外围电子排布式：4s1Fe原子的外围电子排布式：3d64s2（3）能量最低原理 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。处于最低能量状态的原子基态原子：激发态原子： 基态原子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。 一般是指电子激发态 ①基态与激发态基态激发态吸收能量释放能量光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一吸收光谱发射光谱②原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。——核外电子的跃迁【思考】下面是部分元素的发射光谱和吸收光谱：（2）为什么不同元素原子具有不同的特征光谱？不同原子的能级结构不同，发出的谱线的特征不同（1）同一元素发射光谱和吸收光谱有什么差异？一些元素的线状光谱光谱分析：利用原子光谱的特征谱线鉴定元素。③光谱分析方法的建立1853年 发明本生灯温度达2300℃，且没有颜色 本生利用本生灯研究各种金属盐类在火焰中呈现不同颜色的现象两位科学家通力合作，终于在1860年前后研制出了第一台分光镜。当火焰发出的光通过狭缝、平行光管和棱镜后，就分解成各种彩色线条，不同元素形成不同线状光谱。 1859年，本生和物理学家基尔霍夫开始共同探索通过辨别焰色进行化学分析的方法。 光谱分析：“化学家的神奇眼睛” 1860年5月10日，发现了新元素铯 1861年2月23日，发现了新元素铷 1861年，发现了铊（克鲁克斯）1863年，发现了新元素铟（赖希和李希特）镓、钪、锗……利用光谱分析发现的元素：He节日燃放的焰火与金属内层的电子跃迁有关激光的产生与电子受激跃迁有关3 ．原子核外电子的运动特征如何描述核外电子的运动？（1）电子云－－核外电子运动的形象描述 小黑点表示在该核外空间的单位体积内电子出现的概率 运动区域距离核近，电子出现机会大；运动区域距离核远，电子出现机会小；（2）原子轨道：50%90%绘制电子云的轮廓图的方法：等密度面电子云轮廓图：表示电子在核外空间经常出现的区域。 常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，把这种电子云轮廓图称为原子轨道s能级的原子轨道图（球形）①ns能级只有一个原子轨道，球形②n越大，原子轨道半径越大p能级的原子轨道图（纺锤形）①np能级有三个能量相等的原子轨道，px、py、pz，纺锤形，相互垂直。② n越大，原子轨道半径越大d能级的原子轨道图nd能级有5个能量相等的原子轨道+现代原子结构模型原子轨道1s2s3s4s5s2p3p4p5p3d4d5d4f5f5g能级组6s 4f 5d 6p
5s 4d 5p
4s 3d 4p
3s 3p
2s 2p
1s1s2s3s4s5s6s能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”（3）核外电子的排布原则①能量最低原理 多电子原子在基态时核外电子优先占据能量最低的轨道。－－自然界的普适规律②泡利原理 1个原子轨道最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。用↑↓表示自旋方向自旋顺时针逆时针原子核外电子的排布：③洪特规则 当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，而且自旋状态相同。总能量最低－－能量最低原理的特例推论：当轨道被电子半充满或全充满时最稳定。【思考】从洪特规则解释Cr和Cu的核外电子排布？即p3、d5、f7半充满和p6、d10、f14全充满稳定（4）电子排布图（轨道表示式）：核外电子运动状态的描述：
能层、能级、原子轨道、自旋方向D ↑↓LiBeBC↑↓1s2s↑↓↑↑↓↑↓1s2s↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑2p1s2sNO↑↓↑↓1s2s↑↑↑2p↑↓↑↓1s2s↑↑↑↓2pFNe↑↑↑↓↓↑↓1s2s2p↑↓↑↓1s2s2p↑↑↑↓↓↓↑↓【思考】请写出第二周期元素原子的电子排布图（即轨
道表示式）？【练习】某元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电
子。请写出该元素原子的价层电子的轨道表示式 ？【练习】请写出第四周期元素的电子排布的轨道表示式O↑↓2s↑↑↑↓2pF↑↑↑↓↓2s2p↑↓【练习】某元素原子的L层上有3对成对电子。请写出该
元素原子的价层电子的轨道表示式 ？C↑↓2s↑↑2p区别原子的电子式、原子结构示意图、核外电子排布式、电子排布图（轨道表示式）。轨道表示式电子排布式原子结构示意图电子式↑↑1s2s2p↑↓↑↓1s22s22p2以C为例:简化电子排布式[He]2s22p2课件53张PPT。第一节 原子结构学习目标
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，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。
4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 课前自主学案第一节 原子结构课堂互动讲练课前自主学案一、开天辟地——原子的诞生
1．原子的诞生氢氦锂2．宇宙的组成与各元素的含量1%3．地球的组成元素
地球上的元素绝大多数是_______，__________
(包括稀有气体)仅22种。
二、能层与能级
1．能层
(1)分类依据
根据多电子原子的核外电子的__________，将核外电子分成不同的能层。金属非金属能量差异(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下：KLNO2n22.能级
(1)分类依据
根据多电子原子中同一能层电子_________的不同，将它们分成不同的能级。
(2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如下：能量1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f思考感悟
1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系？
(2)第n能层中的不同能级的能量有何关系？
【提示】 (1)由K层到Q层，离核由近到远，能量由低到高。
(2)E(ns)1．构造原理
(1)含义
在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量____的能级上，然后依次排在能量________的能级上。低较高(2)构造原理示意图思考感悟
2．(1)“能层越大，能级的能量越高。”对吗？
(2)为什么K原子的原子结构示意图不是【提示】 (1)从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合E(ns)E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。
(2)由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、3p能级，最后一个电子进入4s能级而不是3d能级，所以它的原子结构示意图为：2．电子排布式
将_______上所容纳的电子数标在该能级符号___________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为：右上角能级四、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1．能量最低原理
现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造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2．基态原子与激发态原子最低能量吸收释放较高3．光谱与光谱分析
(1)光谱形成原因
不同元素的原子发生________时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类
根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_____________和______________，总称______________。
(3)光谱分析
在现代化学中，利用____________上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。跃迁吸收光谱发射光谱原子光谱原子光谱五、电子云与原子轨道
1．电子云
(1)含义
电子云是处于一定空间运动状态的_______在原子核外空间的_______________的形象化描述。
(2)形状电子概率密度分布球形哑铃状思考感悟
3．电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少？
【提示】 不是。电子云图中的一个小黑点并不代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。2．原子轨道
(1)定义
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(2)数目
ns能级各有__个轨道，np能级各有__个轨道，nd能级各有__个轨道，nf能级各有__个轨道。1357六、泡利原理和洪特规则
1．泡利原理
在一个原子轨道里最多只能容纳___个电子，而且自旋方向_______，用“_______”表示。
2．洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先_____________一个轨道，而且自旋状态________。2相反↓↑单独占据相同课堂互动讲练能层与能级的组成及能量关系1．不同能层的能级组成
任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：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和3d)，依次类推。2．不同能层中各能级之间的能量大小关系
(1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。
例如：1s＜2s＜3s……，2p＜3p＜4p……。
(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s＜p＜d＜f……。
例如：第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。
(3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。
例如：2px＝2py＝2pz。3．各能层、能级所容纳电子数及能量关系特别提醒：决定电子能量高低的因素有：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能级能量依次升高；③在多电子原子中会发生能级交错现象。 (2011年天津高二检测)下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是( )
A．各能层含有的能级数等于能层序数减1
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍
D．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7【解析】 各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；当为第一能层时，只含s能级，第二能层只含s、p能级，B项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一定含有这些电子。
【答案】 D【规律方法】 在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手
(1)能量规律
①多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。
②在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。
(2)数量规律
①每一个能层(电子层)中最多容纳电子数为2n2。
②每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所含的轨道总数为n2。变式训练1 下列说法中正确的是( )
A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布
B．3p2表示3p能级有两个轨道
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能级的轨道数依次增多解析：选A。A项中，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。核外电子排布的原则3．洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如2p3的电子排布图为 ，不能表示为 或 。特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。
(2)根据此原则进行排布或进行判断时，要三者兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。 下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？
(1)6C 1s22s22p2p2p
(2)21Sc 1s22s22p63s23p63d3
(3)22Ti 1s22s22p63s23p10
【解析】 从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例。
【答案】 (1)洪特规则 (2)能量最低原理 (3)泡利原理互动探究
Ⅰ.写出(3)的正确的电子排布式，并写出其电子排布图。
Ⅱ.若(2)中21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确违反哪一条规则？【提示】【误区警示】 (1)在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误：
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。变式训练2 比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)2s________3s (2)2s________3d
(3)3px________3pz (4)3p________3s
(5)4f________6f (6)3d________4s
(7)4f________6p解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px＝3py＝3pz；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：ns、(n－2)f、(n－1)d、np。
答案：(1)＜ (2)＜ (3)＝ (4)＞
(5)＜ (6)＞ (7)<原子的核外电子排布的表示方法特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。
(2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。 按要求填空。
(1)11Na的电子排布式______________________________________。
(2)20Ca的价电子排布式___________________________________。
(3)35Br－的离子结构示意图________________________________________________________________________。
(4)7N的电子排布图________________________________________________________________________。【思路点拨】 本题在书写核外电子排布式时注意以下三点：
(1)确定原子序数。
(2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。
(3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。【解析】 本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，其价电子排布式为：4s2；35Br－的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为：?? ?? ?? ??；7N的电子排布式为 ：1s22s22p3，电子排布图为：【答案】 (1)1s22s22p63s1 (2)4s2【规律方法】 (1)刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如(2)1～36号元素核外电子排布的特殊性
①最外层只有1个未成对电子的元素：
ⅠA族(ns1：H、Li、Na、K)，
ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)，
ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)；
最外层有2个未成对电子的元素：
ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)，
ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)；最外层有3个未成对电子的元素：
ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。
②核外电子排布中，未成对电子数最多的元素：
Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。变式训练3 下列3d能级的电子排布图正确的是( )
解析：选B。A、D中同一个原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；C违反了洪特规则。
