第一章
《原子结构与性质》导学案
第一节
原子结构
（第一课时
原子的诞生
能层与能级
构造原理）
【学习目标】1.通过对比分析、讨论交流，知道原子核外电子的能层、能级分布及其与能量的关系。
2．通过阅读识图、微观探究、思考交流，了解原子结构的模型及原子结构理论发展的历程，知道原子结构的构造原理，体会科学假设与思辩性推测的差异性与科学性。
3．通过归纳小结，问题探究，知道能层的含义以及与电子层的关系，并能正确表示能层和能级，了解一些元素的原子电子填充遵循的规律即构造原理。
【学习重点】能层和能级的概念
基态原子的核外电子排布规律及书写
【学习难点】基态原子电子排布式的书写方法
【自主学习】
旧知回顾：原子是化学变化中的最小粒子，它是由居于原子中心的带
正
电荷的
原子核
和核外带
负
电荷的
电子
构成。原子核也不是简单的、不可分割的，它是由
和
质子和中子
两种粒子构成。
2.在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作
电子层
，分别用n=
一、二、三......
或
K、L、M、N、O......来表示从内到外的电子层，各层所能容纳的最多电子数依次为
2、8、18、32、50......
。在离核较近的区域内运动的电子能量较
低
（填“高”或“低”），在离核较远的区域内运动的电子能量较
高
（填“高”或“低”）。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能地先从
内
（填“内”或“外”）层排起，当一层充满后再填充下一层。
新知预习：1.电子层与能层关系
电子层
一
二
三
四
五
六
n
能层序数
1
2
3
4
5
6
_
能层符号
K
L
M
N
O
P
_
最多电子数
2
8
18
32
50
72
2n2
2.能层与能级的关系
能层
K
L
M
N
O
能级
s
s
p
s
p
d
s
p
d
f
s
p
……
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
6
……
【同步学习】
情景导入：为什么第一层最多只能容纳两个电子，第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多又可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？
带着这些问题，我们将开始本章内容的学习。
活动一、开天辟地—原子的诞生
1.阅读思考：阅读教材“引言”及P4页内容，（1）人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型是怎样的？
【温馨提示】①原子结构：
②不同时期的原子结构模型：
模型
道尔顿
汤姆生
卢瑟福
玻尔
量子力学（薛定谔）
年代
1803
1904
1911
1913
1926
依据
元素化合时的质量比例的关系
发现电子
α粒子散射
氢原子光谱
近代科学实验
主要内容
原子是不可再分的实心小球
葡萄干面包式
含核模型
行星轨道式原子模型
量子力学
（2）什么叫“大爆炸理论”？宇宙与原子是如何产生的？
【温馨提示】①比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Lemaitre
Georges，1894.7.17～1966.6.20）于1932年首次提出了现代宇宙大爆炸理论——整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的Hydrogen、少量的Helium及极少量的Lithium，然后经过或长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。
②氢元素是宇宙中最丰富的元素，约占88.6%（氦约为氢原子数的1/8），两者合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上。另外还有90多种天然元素，加起来不足总数的1%。
2.讨论交流：阅读教材P4
“科学史话”，思考科学假设与思辩性推测的差异性与科学性？
【温馨提示】思辩性推测作出的预言绝不是科学。科学假设不同于思辩性推测，须以已有科学事实和理论为依据，更要用系统的科学观察和实验来验证。实证是科学的基本特征。
3．问题探究：宇宙的组成元素和地球上的元素有何不同？
【温馨提示】
地球元素：非金属元素仅22种（包括稀有气体），绝大多数是金属元素。
【对应训练】1.下列说法错误的是
( )
A.地球上的非金属元素共有22种
B.宇宙大爆炸产生了氢、氦、锂元素
C.思辨性推测就是科学假设
D.地球上的元素绝大多数是金属元素
【答案】
C
【解析】
科学假设要以已有的科学事实和理论为依据,更要用系统的科学观察和实验来验证,而思辨性推测是一种预言性推测,不是科学假设,故C项说法错误。
2．如图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆生的观点的是( )
A．①②③
B．③①②
C．③②①
D．②①③
【答案】
B
【解析】
卢瑟福提出了原子的核式模型，道尔顿认为原子是一个实心的球体，汤姆生发现了电子，并提出了原子的“葡萄干布丁”模型。
活动二、能层与能级
1．阅读思考：阅读教材P4—5页内容，思考在多电子原子中，能层和能级分类的依据分别是什么？
【温馨提示】根据多电子原子核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。
2．讨论交流：（1）能层的表示方法是什么？各能层最多容纳的电子数有何特点？
【温馨提示】
（2）能级的表示方法是什么？各能级最多容纳的电子数有何特点？
【温馨提示】
3.问题探究：（1）能层的概念及表示方法是什么？能层与能量有何关系？并举例说明。
【温馨提示】①在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即“电子层”(n)。例如：氯原子的结构示意图为，表示氯原子的17个电子分布在三个能量不同的能层上。
②每一能层最多容纳的电子数为2n2。
③离核越近的能层，能量越低。
④能层的表示方法：
（2）能级的概念及表示方法是什么？能级与能量有何关系？
【温馨提示】①在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。同一能层的电子在不同能量的能级上运动，能级分别用s、p、d、f表示。就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
②在同一能层上不同能级的能量：ns③s、p、d、f最多容纳的电子数依次为2、6、10、14。
④能级的表示方法：
能层
能级
各能级最多容
纳的电子数
能层最多容
纳的电子数
n＝1
K
1s
2
2
n＝2
L
2s 2p
2 6
8
n＝3
M
3s 3p 3d
2 6 10
18
n＝4
N
4s 4p 4d 4f
2 6 10 14
32
n＝5
O
5s …
…
…
⑤在目前已知的元素的原子中，能层数最高到第七电子层，而能级的种类也只出现了s、p、d、f，产生这种现象的原因是能级的能量问题。
4.拓展探究：决定电子能量高低的因素有有哪些？
【温馨提示】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在同一能层的相同能级中电子的能量相同；④在多电子原子中会发生能级交错现象。如核外电子排布为1s22s22p63s23p6的氩原子共有5种能量不同的电子。
【对应训练】1.下列有关认识正确的是( )
A．各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的二倍
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n－1
D．各能层含有的电子数为2n2
【答案】
A
【解析】
各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，它只有1s能级，当n＝2时，含有两个能级，分别为2s、2p能级，所以B、C都不正确；D中每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。
2.下列关于多电子原子核外电子排布的说法正确的是( )
A．各能层含有的能级数等于能层序数减去1
B．同是s能级，在不同的能层中最多所能容纳的电子数是不相同的
C．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为n2
D．M能层中含有3d能级
【答案】
D
【解析】
各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；s能级不管是在哪一能层上最多所容纳的电子数都为2个，B项错误；每个能层上最多容纳的电子数为2n2，C项错误；第一能层中，只含1s能级，第二能层中，只含2s、2p两个能级，第三能层(M层)中，含有3s、3p、3d三个能级，D项正确。
活动三、构造原理
1．阅读思考：阅读教材P5页内容，思考什么是构造原理？
【温馨提示】随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循以下排布顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、……人们把它称为构造原理。如图：
2.问题探究：（1）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？
【温馨提示】相同。如所有s能级最多容纳2×1个电子，p能级最多容纳2×3个电子，d能级最多容纳2×5个电子，f能级最多容纳2×7个电子。
（2）能级数与能层序数有什么关系？不同能级的能量有什么关系？
【温馨提示】①任一能层的能级数等于该能层序数。
②在每一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf(n代表能层)，能量依次升高，即在第n层中，能级的能量顺序是E(ns)③不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如1s<2s<3s<4s<……
3.讨论交流：（1）如何正确理解“构造原理”？什么是能级交错现象？请举例说明。
【温馨提示】①核外电子首先是以能量由低到高顺序进入轨道。构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序
②各能级的能量由能层序数和能级类型共同决定，各能级的能量高低顺序，可由下列公式得到：ns<(n－2)f<(n－1)d③能级交错现象：能级交错是指能层序数较大的某些能级的能量反而低于能层序数较小的能级的能量的现象。从第三能层开始，不同能层的能级有“能级交错”现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。原因是电子之间存在着斥力，从而减弱了原子核对外层电子的吸引力，致使能级出现交错现象。
④电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原子相对较稳定。
（2）原子的最外层电子数为什么不超过8个？次外层电子数为什么不超过18个？
【温馨提示】①由于能级交错的原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。
②同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个。若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E(n－1)f>E(n＋1)s>Enp，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。例如，原子最外层是第五层，次外层就是第四层，由于E4f>E6s>E5p，当第六层出现之前，次外层(第四层)只有在4s,4p和4d轨道上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，也就是次外层不超过18个电子。
（3）什么叫电子排布式？如何根据构造原理书写基态原子的电子排布式？
【温馨提示】根据构造原理，只要知道原子序数(等于核电荷数)，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，如Al：。Mg原子的电子排布式：1s22s22p63s2。
【对应训练】1．下列有关构造原理的说法错误的是( )
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．某基态原子部分核外电子的排布为3s24s2
C．不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理
D．构造原理中的电子填入能级的顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
【答案】
B
【解析】
根据构造原理示意图判断，故A项正确。根据构造原理可知，3s与4s能级之间还有3p能级，故B项错误。绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu和Ag，故C项正确。构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序，故D项正确。
2.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(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)
B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C．E(4s)D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
【答案】
B
【解析】
根据构造原理，各能级能量的大小顺序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s……A项和D项正确顺序为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高。
【课堂检测】1．下列说法中不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( )
A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸
B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素
C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母
D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子
【答案】
B
【解析】
根据现代爆炸理论，我们的宇宙诞生于一次大爆炸，A项正确；恒星在不断合成的元素是我们已知的元素，而不是新元素，B项错误；氢、氦等发生原子核的融合反应合成了其他元素，因此氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母，C项正确；宇宙的所有原子中，氢元素约占88.6%，D项正确。
2．下列叙述正确的是( )
A．能级就是电子层
B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C．同一能层中的不同能级的能量高低相同
D．不同能层中的s能级的能量高低相同
【答案】
B
【解析】
能级应该是电子亚层，能层才是电子层；同一能层中的不同能级的能量的高低顺序是E(ns)3．以下能级符号表述正确的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d
⑨3p ⑩6s
A．③⑤⑦⑧⑨⑩
B．①③⑤⑦⑨
C．①⑦⑧⑨⑩
D．②④⑥⑧⑩
【答案】
C
【解析】
每一个能层都有s能级，从第二能层开始出现p能级，从第三能层开始出现d能级，从第四能层开始出现f能级。综上所述，C项正确。
4.某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,下列关于该微粒的说法正确的是( )
A.它的质子数一定是18
B.它的原子和37Cl可能互为同位素
C.它的单质一定是强还原剂
D.可以确定该微粒为Ar
【答案】
B
【解析】
此微粒核外共有18个电子,可能是原子也可能是离子,离子又可能为阳离子Ca2+、K+或阴离子S2-、Cl-。
【课后巩固】教材P12页1、2、3
【课后提升】1．下列说法正确的是( )
A．第三能层有s、p共2个能级
B．3d能级最多容纳5个电子
C．第三能层最多容纳8个电子
D．无论是哪一能层的s能级，最多容纳的电子数均为2
【答案】
D
【解析】
每一能层包含的能级数等于该能层序数，第三能层有s、p、d共3个能级，故A错误。s、d能级最多容纳的电子数分别为2、10，故B错误，D正确。每一能层最多容纳的电子数为2n2，第三能层最多容纳18个电子，故C错误。
2．电子在一个原子的下列能级的原子轨道中排布时，最后排布的是( )
A．ns
B．np
C．(n－1)d
D．(n－2)f
【答案】
B
【解析】
基态原子的电子在排布时先进入能量低的能级，填满后再进入能量高的能级。根据原子轨道中能级的能量高低顺序：ns<(n－2)f<(n－1)d3.
主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A.
Al 1s22s22p63s23p1
B.
O2－ 1s22s22p6
C.
Na＋ 1s22s22p6
D.
Si 1s22s22p2
【答案】
D
【解析】
A、Al为13号元素，其原子电子排布式为1s22s22p63s23p1，选项A正确；B、氧为8号元素，O2－离子的电子排布式为1s22s22p6，选项B正确；C、钠为11号元素，Na＋离子的电子排布式为1s22s22p6，选项C正确；D、硅为14号元素，原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，选项D错误。答案选D。
4.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是( )
A.
Pu与U互为同位素
B.
Pu与Pu互为同素异形体
C.
Pu与U具有完全相同的化学性质
D.
Pu与Pu具有相同的最外层电子数
【答案】
D
【解析】
Pu与U两种核素的质子数不同,故不是同位素,核外电子排布也不相同,A、C项均错误Pu与Pu互为同位素,核外电子排布完全相同,B项错误、D项正确。
5.若某原子的外围电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是( )
A.该元素基态原子中共有3个电子
B.该元素原子核外有5个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
【答案】
B
【解析】
根据核外电子排布规律,该原子的电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知:该原子中共有39个电子,原子核外有5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子。
6．有几种元素的粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，其中：
①某粒子一般不与其他元素的原子反应，这种粒子的符号是_________；
②某粒子的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种粒子的符号是_________；
③某粒子氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且对应原子只有一个单电子，这种粒子的符号是________；
④某粒子还原性虽弱，但失去电子后氧化性很强，且这种元素的原子得到一个电子即达到稳定结构，这种粒子的符号是__________。
【答案】
①
Ar
②
S2－
③
K＋
④
Cl－
【解析】
符合题述核外电子排布式的粒子中，很难发生化学反应的应为稀有气体Ar；能使溴水褪色，应为还原性较强的S2－，发生反应S2－＋Br2===S↓＋2Br－；氧化性很弱，得电子后还原性很强，应为K＋；原子得一个电子即达到稳定结构，该粒子应为Cl－。
【我的思】
。（人教版选修3）第一章
《原子结构与性质》教学设计
第一节
原子结构
（第一课时
原子的诞生
能层与能级
构造原理
）
课题：1.1.1
原子的诞生
能层与能级
构造原理
课时
1
授课班级
教
学
分
析
本课时为人教版选修三第一章第一节《原子结构》第一课时内容，属于物质结构理论基础知识,是中学化学最重要的基本理论之一，而原子结构又是学习物质结构理论和元素周期律的基础,因此原子结构是本单元也是高中化学的教学重点。
本节知识充分考虑了初中化学和化学2中的原子结构知识的基础上，教科书不再重复建立原子结构的概念，而是直接建立核外电子的能层（即“电子层”）和能级（即“电子亚层”）的概念，给出每一个能层有几个能级，每个能级最多可以容纳几个电子，有了能层和能级的概念，直接给出构造原理，并根据构造原理进行核外电子排布；学生对原子结构知识的认识是一个逐步深入的过程，同时，课本直接把构造原理看做一个经验规律，直接给出了原子核外电子排布顺序，体现了很大的工具作用，使学生直接会用。
新课程标准要求中学化学立足于学生，适应现代生活和未来发展的需要，培养学生解决实际问题的能力，教学应确立以促进学生发展为主的教育目标，着眼于学生的发展，因此教学的设计注重学生的主体地位，发挥教师组织和引导的主导作用，调动学生的主动性和积极性，激发学生学习化学的兴趣。
在学习本章时应注意：（1）重视新、旧知识的密切联系。本章内容跟在初中化学课程和高中必修2中学习的原子结构与元素性质等知识都有密切的联系，在认识物质世界的层次上呈螺旋式上升。本章的知识之间有着严密的逻辑关系。例如，在学习元素周期律和元素周期表时，要以本章的原子结构理论为指导，并紧密地联系以前学过的有关元素化合物的知识。（2）要注意概念之间的联系。运用类比方法，掌握概念的共性和差异性，理解概念的内涵和外延，以便顺利、深入地理解所学知识，并构建起以原子结构为核心的知识体系。（3）以辩证唯物主义的观点认识自然科学原理。坚持对立统一的观点，有利于学习原子结构的知识；运用量变质变原理，有利于正确、深刻地理解元素周期律及其实质。（4）注重科学思维。本章内容较抽象，理论性强。要学好本章内容，一定要充分发挥自身在学习过程中的主体作用，在探究的过程中学习新知识。对那些复杂、抽象的问题，积极、主动地进行分析、归纳、判断、推理。认真阅读教材，充分利用教材中丰富多彩的栏目内容，将抽象的知识具体化，理解事实中蕴涵的理论和思想。
教
学
目
标
知识与技能
1.通过对比分析、讨论交流，知道原子核外电子的能层、能级分布及其与能量的关系。
2．通过阅读识图、微观探究、思考交流，了解原子结构的模型及原子结构理论发展的历程，知道原子结构的构造原理，体会科学假设与思辩性推测的差异性与科学性。
3．通过归纳小结，问题探究，知道能层的含义以及与电子层的关系，并能正确表示能层和能级，了解一些元素的原子电子填充遵循的规律即构造原理。
过程与方法
通过学习原子结构模型演变的历史，认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的重要作用。
情感态度价值观
1.从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程与方法，知道化学学科发展的趋势，学习科学家的探究精神。
2.通过学习原子结构模型的演变，体会科学探索的艰辛和无止境，进一步培养学习化学的兴趣。
教学重点
能层和能级的概念
基态原子的核外电子排布规律及书写
教学难点
基态原子电子排布式的书写方法
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
【导入】为什么第一层最多只能容纳两个电子，第二层最多只能容纳八个电子而不能容纳更多的电子呢？第三、四、五层及其他电子层最多又可以容纳多少个电子？原子核外电子的排布与原子轨道有什么关系？
带着这些问题，我们将开始本章内容的学习。
【板书】活动一、开天辟地—原子的诞生
【思考1】阅读教材“引言”及P4页内容，（1）人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型是怎样的？
【交流1投影】①原子结构：
【交流2投影】②不同时期的原子结构模型：
模型道尔顿汤姆生卢瑟福玻尔量子力学（薛定谔）年代18031904191119131926依据元素化合时的质量比例的关系发现电子α粒子散射氢原子光谱近代科学实验主要内容原子是不可再分的实心小球葡萄干面包式含核模型行星轨道式原子模型量子力学
【板书】道尔顿→汤姆生→卢瑟福→玻尔→薛定谔（量子力学）
【强调投影】古希腊原子论（古希腊哲学家德谟克利特（Democritus，约公元前460年～前370年）—原子是最小的、不可分割的物质粒子。）→道尔顿原子模型（1803年—①原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质。②同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。③不同元素的原子质量和性质各不相同。④不同元素化合时，原子以简单整数比结合。）→汤姆生原子模型（1904年—原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。1906年获诺贝尔物理学奖）→卢瑟福原子模型（1911年—通过α离子散射实验证明：原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。汤姆生的学生。1908年获得诺贝尔化学奖，他的学生和助手中，先后有12人获得过诺贝尔化学奖或物理学奖。）→玻尔原子模型（1913年—电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动——提出该模型时年仅28岁。卢瑟福的学生，1922年获诺贝尔物理学奖。）→电子云模型（1926年—建立薛定谔方程，得出了电云模型。1933年获诺贝尔物理学奖。）
【小结】从演变历史，我们可以看出，汤姆生提出的“葡萄干面包式”的原子结构模型是从阴极
射线实验中发现电子为起点的，卢瑟福根据α粒子散射实验提出带核的原子结构模型等等，所以
原子结构模型的每一次演变，都是从科学家实验开始的，实验方法是科学研究的一种重要方法，
实验手段的不断进步是化学科学发展的关键，而科学结论也都是以实验事实为依托的。
【思考2】（2）什么叫“大爆炸理论”？宇宙与原子是如何产生的？
【交流补充1】①比利时天文学家和宇宙学家勒梅特（Lemaitre
Georges，1894.7.17～1966.6.20）于1932年首次提出了现代宇宙大爆炸理论——整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的Hydrogen、少量的Helium及极少量的Lithium，然后经过或长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。
【板书】
【强调】地球元素：非金属元素仅22种（包括稀有气体），绝大多数是金属元素。
【交流补充2】②氢元素是宇宙中最丰富的元素，约占88.6%（氦约为氢原子数的1/8），两者合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上。另外还有90多种天然元素，加起来不足总数的1%。
【讨论】阅读教材P4
“科学史话”，思考科学假设与思辩性推测的差异性与科学性？
【交流】思辩性推测作出的预言绝不是科学。科学假设不同于思辩性推测，须以已有科学事实和理论为依据，更要用系统的科学观察和实验来验证。实证是科学的基本特征。
【问题探究】宇宙的组成元素和地球上的元素有何不同？
【交流1投影】
【交流2投影】元素
【典例1】下列说法错误的是
( )
A.地球上的非金属元素共有22种
B.宇宙大爆炸产生了氢、氦、锂元素
C.思辨性推测就是科学假设
D.地球上的元素绝大多数是金属元素
【答案】
C
【解析】
科学假设要以已有的科学事实和理论为依据,更要用系统的科学观察和实验来验证,而思辨性推测是一种预言性推测,不是科学假设,故C项说法错误。
【典例2】如图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆生的观点的是( )
A．①②③
B．③①②
C．③②①
D．②①③
【答案】
B
【解析】
卢瑟福提出了原子的核式模型，道尔顿认为原子是一个实心的球体，汤姆生发现了电子，并提出了原子的“葡萄干布丁”模型。
【板书】活动二、能层与能级
【思考】阅读教材P4—5页内容，思考在多电子原子中，能层和能级分类的依据分别是什么？
【交流】根据多电子原子核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。
【讨论1】（1）能层的表示方法是什么？各能层最多容纳的电子数有何特点？
【交流投影】
【讨论2】（2）能级的表示方法是什么？各能级最多容纳的电子数有何特点？
【交流投影】
【问题探究1】（1）能层的概念及表示方法是什么？能层与能量有何关系？并举例说明。
【交流1】①在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即“电子层”(n)。
例如：氯原子的结构示意图为，表示氯原子的17个电子分布在三个能量不同的能层上。
【交流2】②每一能层最多容纳的电子数为2n2。
【交流2】③离核越近的能层，能量越低。
【交流4投影】④能层的表示方法：
【问题探究2】（2）能级的概念及表示方法是什么？能级与能量有何关系？
【交流1】①在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。同一能层的电子在不同能量的能级上运动，能级分别用s、p、d、f表示。就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
【交流2】②在同一能层上不同能级的能量：ns【交流3】③s、p、d、f最多容纳的电子数依次为2、6、10、14。
【交流4投影】④能级的表示方法：
能层能级各能级最多容
纳的电子数能层最多容
纳的电子数n＝1
K1s22n＝2
L2s 2p2 68n＝3
M3s 3p 3d2 6 1018n＝4
N4s 4p 4d 4f2 6 10 1432n＝5
O5s ………
【交流5】⑤在目前已知的元素的原子中，能层数最高到第七电子层，而能级的种类也只出现了s、p、d、f，产生这种现象的原因是能级的能量问题。
【拓展探究】决定电子能量高低的因素有有哪些？
【交流1】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；【交流2】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；
【交流3】③在同一能层的相同能级中电子的能量相同；
【交流4】④在多电子原子中会发生能级交错现象。如核外电子排布为1s22s22p63s23p6的氩原子共有5种能量不同的电子。
【典例1】下列有关认识正确的是( )
A．各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的二倍
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n－1
D．各能层含有的电子数为2n2
【答案】
A
【解析】
各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，它只有1s能级，当n＝2时，含有两个能级，分别为2s、2p能级，所以B、C都不正确；D中每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。
【典例2】下列关于多电子原子核外电子排布的说法正确的是( )
A．各能层含有的能级数等于能层序数减去1
B．同是s能级，在不同的能层中最多所能容纳的电子数是不相同的
C．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为n2
D．M能层中含有3d能级
【答案】
D
【解析】
各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；s能级不管是在哪一能层上最多所容纳的电子数都为2个，B项错误；每个能层上最多容纳的电子数为2n2，C项错误；第一能层中，只含1s能级，第二能层中，只含2s、2p两个能级，第三能层(M层)中，含有3s、3p、3d三个能级，D项正确。
【板书】活动三、构造原理
【思考】阅读教材P5页内容，思考什么是构造原理？
【交流】随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循以下排布顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、……人们把它称为构造原理。如图：
【投影】
【问题探究1】（1）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？
【交流】相同。如所有s能级最多容纳2×1个电子，p能级最多容纳2×3个电子，d能级最多容纳2×5个电子，f能级最多容纳2×7个电子。
【问题探究2】（2）能级数与能层序数有什么关系？不同能级的能量有什么关系？
【交流1】①任一能层的能级数等于该能层序数。
【交流2】②在每一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf(n代表能层)，能量依次升高，即在第n层中，能级的能量顺序是E(ns)【交流3】③不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如1s<2s<3s<4s<……
【讨论1】（1）如何正确理解“构造原理”？什么是能级交错现象？请举例说明。
【交流1】①核外电子首先是以能量由低到高顺序进入轨道。构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序
【交流2】②各能级的能量由能层序数和能级类型共同决定，各能级的能量高低顺序，可由下列公式得到：ns<(n－2)f<(n－1)d【交流3】③能级交错现象：能级交错是指能层序数较大的某些能级的能量反而低于能层序数较小的能级的能量的现象。从第三能层开始，不同能层的能级有“能级交错”现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。原因是电子之间存在着斥力，从而减弱了原子核对外层电子的吸引力，致使能级出现交错现象。
【交流4】④电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原子相对较稳定。
【讨论2】（2）原子的最外层电子数为什么不超过8个？次外层电子数为什么不超过18个？
【交流1】①由于能级交错的原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。
【交流2】②同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个。若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。由于E(n－1)f>E(n＋1)s>Enp，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，因此次外层电子数不超过18个。例如，原子最外层是第五层，次外层就是第四层，由于E4f>E6s>E5p，当第六层出现之前，次外层(第四层)只有在4s,4p和4d轨道上有电子，这三个亚层共有9个轨道，最多可容纳18个电子，也就是次外层不超过18个电子。
【讨论3】（3）什么叫电子排布式？如何根据构造原理书写基态原子的电子排布式？
【交流】根据构造原理，只要知道原子序数(等于核电荷数)，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，如Na：。Mg原子的电子排布式：1s22s22p63s2。
【典例1】下列有关构造原理的说法错误的是( )
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．某基态原子部分核外电子的排布为3s24s2
C．不是所有基态原子的核外电子排布均符合构造原理
D．构造原理中的电子填入能级的顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
【答案】
B
【解析】
根据构造原理示意图判断，故A项正确。根据构造原理可知，3s与4s能级之间还有3p能级，故B项错误。绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu和Ag，故C项正确。构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序，故D项正确。
【典例2】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(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)
B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C．E(4s)D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
【答案】
B
【解析】
根据构造原理，各能级能量的大小顺序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s……A项和D项正确顺序为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高。
【课堂检测】1．下列说法中不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( )
A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸
B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素
C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母
D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子
【答案】
B
【解析】
根据现代爆炸理论，我们的宇宙诞生于一次大爆炸，A项正确；恒星在不断合成的元素是我们已知的元素，而不是新元素，B项错误；氢、氦等发生原子核的融合反应合成了其他元素，因此氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母，C项正确；宇宙的所有原子中，氢元素约占88.6%，D项正确。
2．下列叙述正确的是( )
A．能级就是电子层
B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C．同一能层中的不同能级的能量高低相同
D．不同能层中的s能级的能量高低相同
【答案】
B
【解析】
能级应该是电子亚层，能层才是电子层；同一能层中的不同能级的能量的高低顺序是E(ns)3．以下能级符号表述正确的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d
⑨3p ⑩6s
A．③⑤⑦⑧⑨⑩
B．①③⑤⑦⑨
C．①⑦⑧⑨⑩
D．②④⑥⑧⑩
【答案】
C
【解析】
每一个能层都有s能级，从第二能层开始出现p能级，从第三能层开始出现d能级，从第四能层开始出现f能级。综上所述，C项正确。
4.某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,下列关于该微粒的说法正确的是( )
A.它的质子数一定是18
B.它的原子和37Cl可能互为同位素
C.它的单质一定是强还原剂
D.可以确定该微粒为Ar
【答案】
B
【解析】
此微粒核外共有18个电子,可能是原子也可能是离子,离子又可能为阳离子Ca2+、K+或阴离子S2-、Cl-。
【课后巩固】教材P12页1、2、3
【课后提升】1．下列说法正确的是( )
A．第三能层有s、p共2个能级
B．3d能级最多容纳5个电子
C．第三能层最多容纳8个电子
D．无论是哪一能层的s能级，最多容纳的电子数均为2
【答案】
D
【解析】
每一能层包含的能级数等于该能层序数，第三能层有s、p、d共3个能级，故A错误。s、d能级最多容纳的电子数分别为2、10，故B错误，D正确。每一能层最多容纳的电子数为2n2，第三能层最多容纳18个电子，故C错误。
2．电子在一个原子的下列能级的原子轨道中排布时，最后排布的是( B )
A．ns
B．np
C．(n－1)d
D．(n－2)f
【答案】
B
【解析】
基态原子的电子在排布时先进入能量低的能级，填满后再进入能量高的能级。根据原子轨道中能级的能量高低顺序：ns<(n－2)f<(n－1)d3.
主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A.
Al 1s22s22p63s23p1
B.
O2－ 1s22s22p6
C.
Na＋ 1s22s22p6
D.
Si 1s22s22p2
【答案】
D
【解析】
A、Al为13号元素，其原子电子排布式为1s22s22p63s23p1，选项A正确；B、氧为8号元素，O2－离子的电子排布式为1s22s22p6，选项B正确；C、钠为11号元素，Na＋离子的电子排布式为1s22s22p6，选项C正确；D、硅为14号元素，原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，选项D错误。答案选D。
4.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是( )
A.
Pu与U互为同位素
B.
Pu与Pu互为同素异形体
C.
Pu与U具有完全相同的化学性质
D.
Pu与Pu具有相同的最外层电子数
【答案】
D
【解析】
Pu与U两种核素的质子数不同,故不是同位素,核外电子排布也不相同,A、C项均错误Pu与Pu互为同位素,核外电子排布完全相同,B项错误、D项正确。
5.若某原子的外围电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是( )
A.该元素基态原子中共有3个电子
B.该元素原子核外有5个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
【答案】
B
【解析】
根据核外电子排布规律,该原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知:该原子中共有39个电子,原子核外有5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子。
6．有几种元素的粒子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，其中：
①某粒子一般不与其他元素的原子反应，这种粒子的符号是_________；
②某粒子的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种粒子的符号是_________；
③某粒子氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且对应原子只有一个单电子，这种粒子的符号是________；
④某粒子还原性虽弱，但失去电子后氧化性很强，且这种元素的原子得到一个电子即达到稳定结构，这种粒子的符号是__________。
【答案】
①
Ar
②
S2－
③
K＋
④
Cl－
【解析】
符合题述核外电子排布式的粒子中，很难发生化学反应的应为稀有气体Ar；能使溴水褪色，应为还原性较强的S2－，发生反应S2－＋Br2===S↓＋2Br－；氧化性很弱，得电子后还原性很强，应为K＋；原子得一个电子即达到稳定结构，该粒子应为Cl－。
知识
结构
与
板书
设计
第一章
《原子结构与性质》导学案
第一节
原子结构
第一课时
原子的诞生
能层与能级
构造原理
一、开天辟地—原子的诞生
二、能层与能级
能层能级各能级最多容
纳的电子数能层最多容
纳的电子数n＝1
K1s22n＝2
L2s 2p2 68n＝3
M3s 3p 3d2 6 1018n＝4
N4s 4p 4d 4f2 6 10 1432n＝5
O5s ………
三、构造原理
1.电子填充顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、……
2.能级交错：E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)
3.电子排布式：
教学
回顾（人教版选修3）1.1.1《原子的诞生
能层与能级
构造原理》
课时训练试题
（时间：40分钟
满分：100分）
一、单项选择题：本题包括12小题，每空4分，共56分。
1．宇宙中最多的元素是( )
A．H
B．O
C．He
D．N
【答案】
A
2．科学家对原子结构的认识顺序正确的是( )
①道尔顿原子模型 ②汤姆生原子模型 ③卢瑟福原子模型 ④电子云模型
A．①③②④
B．④①②③
C．①②③④
D．④②③①
【答案】
C
3．下列各能层不包含d能级的是( )
A．O能层
B．N能层
C．M能层
D．K能层
【答案】
D
【解析】
多电子原子中，同一能层的电子可分为不同的能级，K层只有s能级，L层有s、p能级，从M层开始有d能级。
4．下列能层(电子层)中，包含有f能级的是( )
A．K能层
B．L能层
C．M能层
D．N能层
【答案】
D
【解析】
能级数目等于能层序数，K、L、M、N的能层序数依次为1、2、3、4，则分别有1(s)、2(s、p)、3(s、p、d)、4(s、p、d、f)个能级，即K、L、M能层不包含f能级。
5．下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( )
A．1s、2p、3d
B．1s、2s、3s
C．2s、2p、2d
D．3p、3d、3f
【答案】
A
【解析】
从M能层开始有d能级，不存在2d能级，故C项错误；从N能层开始有f能级，不存在3f能级，故D项错误；不同能层的相同能级最多容纳的电子数相同，故B项错误。
6．4p轨道填充一半的元素，其原子序数是( )
A．15
B．33
C．35
D．51
【答案】
B
【解析】
4p轨道填充一半的元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子序数为33。
7．下列叙述中不正确的是( )
A．最易失去的电子能量最高
B．在离核最远区域内运动的电子能量最高
C．p能级电子能量一定高于s能级电子能量
D．在离核最近区域内运动的电子能量最低
【答案】
C
【解析】
电子能量最高，最活泼，最易失去，A项正确；在离核最远区域内运动的电子能量最高，而在离核最近区域内运动的电子能量最低，B、D项正确；如3s能级电子能量高于2p能级电子能量，C项错误。
8．表示一个原子在第三个能层上有10个电子可以写成( )
A．3s10
B．3d10
C．3s23p63d2
D．3s23p53d3
【答案】
C
【解析】
第三能层有3s、3p、3d能级，根据构造原理知10个电子应排布为3s23p63d2。
9．按能量由低到高的顺序，下列排列正确的是( )
A．1s、2p、3d、4s
B．1s、2s、3s、2p
C．2s、2p、3s、3p
D．4p、3d、4s、3p
【答案】
C
【解析】
相同电子层上的原子轨道能量高低：ns10.下列有关叙述正确的是( )
A.不同能层的相同能级,能量相同
B.所有原子的核外电子排布均符合构造原理
C.同主族元素的最外层电子排布相同
D.核外电子排布式的书写顺序即电子填充顺序
【答案】
C
【解析】
不同能层的相同能级,随能层的递增能量升高,A项错误;Cu、Cr电子排布不符合构造原理,B项错误;主族元素的最外层电子数相同,电子排布也相同,C项正确;核外电子排布按构造原理填充,由于出现能级交错,核外电子排布式是按能层、能级序数书写的,D项错误。
11．某元素原子的3d能级上有3个电子，它的N能层上电子数是( )
A．0
B．2
C．5
D．8
【答案】
B
【解析】
根据构造原理，该元素原子在3d能级上已有3个电子，说明4s能级已经排满，而4p能级还没有排，所以N能层上电子为4s能级上的2个。
12．下列说法正确的是( )
A．1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布
B．3p2表示3p能级上有两个轨道
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐降低
D．同一原子中，2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多
【答案】
A
【解析】
A项，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项，3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项，同一原子中能层序数越大，能级能量也就越高，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；D项，不同能层的相同能级，其轨道数是相等的。
13.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是
( )
A.原子中2p能级比2s能级多一个电子的第2周期元素
B.位于元素周期表中第3周期ⅢA族的元素
C.原子最外层电子排布为2s22p6的元素
D.原子最外层电子排布为2s22p5的元素
【答案】
D
【解析】
A项为N,B项为Al,C项为Ne,D项为F,F2的氧化性最强。
14．主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布式分别为( )
A．ns2和ns2np4
B．ns1和ns2np4
C．ns2和ns2np5
D．ns1和ns2
【答案】
C
【解析】
由于AB2为离子化合物，故A为＋2价，B为－1价，A、B均为主族元素，因此A为第ⅡA族元素，其原子最外层有两个电子，最外层电子排布式为ns2；B为第ⅦA族元素，其原子最外层有7个电子，最外层电子排布式为ns2np5。
二、非选择题：本体包括4小题，共44分。
15．（6分）比较下列能级的能量大小关系（填“>”、“＝”或“<”）：
（1）2s________4s；（2）3p________3d；
（3）3d________4s；（4）4d________5d；
（5）2p________3s；（6）4d________5f。
【答案】
（1）< （2）< （3）> （4）< （5）< （6）<
【解析】
由构造原理可知：①同一能层的能级能量高低顺序为：ns16．(12分)根据下列叙述，写出元素名称及核外电子排布式。
(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：__________________________。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：_______________________。
(3)C元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：_______
______________________。
(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的：________________________。
【答案】
（1）硅1s22s22p63s23p2
（2）硼1s22s22p1
（3）氟1s22s22p5
（4）氖1s22s22p6
【解析】
A原子的L层排满有8个电子，故M层有4个电子；B原子次外层电子数只能为2，故最外层电子数为3；C元素为F,2F2＋2H2O===
4HF＋O2；D元素最外层电子数为8，次外层电子数为2。
17．（12分）有A、B、C、D四种微粒，A得到一个电子后，其电子层构型与Ar相同。B有三个电子层，其失去2个电子后变为原子，原子中第一、三层电子数之和等于第二层电子数。C呈电中性，在空气中的含量仅次于氮气。D的符号为D2＋。
试回答下列问题：
(1)用化学符号表示下列物质：
A____________；B____________；
C____________；D____________。
(2)A微粒和D微粒的电子排布式分别是_______________、________________。
(3)B和C所属元素的原子结合时可形成分子或离子，各举两例：__________________，________________________________________________________________________。
【答案】
(1)Cl S2－ O2 Ca2＋
(2)1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p6
(3)SO2、SO3 SO、SO
18．(14分)有A、B、C、D、E
5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是_______，B是_______，C是________，D是_______，E是________(写元素名称也可)。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)。写出该物质的一种主要用途____________________________________________：。
(3)写出C元素基态原子的电子排布式：____________________。
(4)写出D元素原子的价电子排布式_______________。
【答案】
（1）H
O
Al
S
K（2）KAl(SO4)2·12H2O
净水剂
（3）1s22s22p63s23p1
（4）3s23p4
【解析】
B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，所以可得B、D的外围电子层排布为ns2np4，所以B为氧元素、D为硫元素；而A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1，所以A为氢元素，E为钾元素；C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半，所以C的外围电子层排布为ns2np1，即C为铝元素。
