1、第一章,原子结构与性质,本章是在已有知识和经验的基础上，进一步了解核外电子的运动情况，从能级、能层的角度分析核外电子的排布原则；从电离能和电负性的角度分析元素的化学性质；更加深入地理解原子结构与元素周期表的关系，把握元素周期律的实质；能用新的观点来解释元素的某些性质，并能阐述元素性质和原子结构的关系。本章的学习重点是掌握原子轨道的量子力学模型，用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布，理解电离能、电负性与元素性质的关系。,第一节 原子结构,第1课时 能层与能级 构造原理,新课情境呈现,秦始皇幻想帝位永在，龙体长存，日思长生药，夜作金银梦。于是各路仙家大炼金丹，他们深居简出于山野之
2、中，过着超脱尘世的神仙般生活。炼丹家以丹砂(硫化汞)、雄黄(硫化砷)等为原料，开炉熔炼。企图制得仙丹，再点石成金，服用仙丹或以金银为皿，均使人永不老死。西文洋人也仿效于暗室或洞穴，单身寡居致力于炼金术。一两千年过去了，死于仙丹不乏其人，点石成金终成泡影。金丹大多徒劳无功而销声匿迹。中外古代炼金术士毕生从事化学实验，为何一事无成？乃因其违背科学规律。他们梦想用升华等简单方法改变金属的性质，把铅、铜、铁、汞变成贵重的金银。,殊不知用一般化学方法是不能改变元素的性质的。化学元素是具有相同核电荷数的同种原子的总称，而原子是化学变化中的最小微粒。在化学反应里分子可以分成原子，原子却不能再分。随着科学的发
3、展，今天“点石成金”已经实现。1919年英国卢瑟福用粒子轰击氮元素使氮变成了氧。1941年科学家用原子加速器把汞变成了黄金人造黄金镄(一百号元素)。1980年美国科学家又用氖和碳原子高速轰击铋金属靶，得到了针尖大的微量金。这一切都离不开科学家对原子的研究。,课前新知预习,一、开天辟地原子的诞生 1原子的诞生：,氢,氦,锂,2宇宙的组成元素及其含量：,二、能量与能级 1能层： 意义：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 符号：能层序数1、2、3、4、5、6、7分别用K、L、M、N、O、P、Q表示 2能级： 意义：根据多电子原子中同一能层电子能量不同，将它们分成不同的能级 符号：
4、在每一能层中，能级符号分别为ns、np、nd、nf，其中n代表能层,能量差异,3能层、能级中所容纳的电子数：,1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,2,6,10,14,2,6,2,8,18,32,三、构造原理 1构造原理： (1)含义：在多电子原子中，电子在能级上的排列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。 (2)构造原理示意图。,较低,较高,能层,能级,2电子排布式： (1)概念：将_上所排布的电子数标注在该能级符号_，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。 (2)表示方法。钠原子的电子排布式可表示为1s22s22p63s1，也可简化为Ne3s1。,
5、能级,右上角,预习自我检测,1思考辨析： (1)在原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。( ) (2)最外层电子排布式为4s1的元素一定为K。( ) (3)能层序数大，能级的能量一定大。( ) (4)K的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。( ) 2按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是( ) A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p 解析：按照原子核外电子排布的构造原理，由低到高的能级依次是：1s、2s、2p、3s、3p、(4s)3d、4p。分析对照四个选项，只有C正确。,C,3下列电子层中，包含有f能级的是( )
6、 AK电子层 BL电子层 CM电子层 DN电子层 4原子核外P能层和p能级可容纳的最多电子数分别为( ) A32和2 B50和6 C72和6 D86和10 解析：P能层为第6层，最多容纳电子数为26272；p能级最多容纳电子数为326，C项正确。,D,C,5已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下： 11X：1s22s22p6 19Y：1s22s22p63s23p6 20Z：1s22s22p63s23p6 若将上述三种微粒归为同一类，下列微粒中也可归为此类的是( ),C,解析：本题主要考查电子排布式和原子、离子的结构示意图。分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知，三种微粒都是金属阳离
7、子。分析AD四个选项中微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A和D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子。,6按要求书写原子或离子的电子排布式。 (1)K _。 (2)Cl _。 (3)Fe _。 (4)Fe3 _。 解析：因E(3d)E(4s)，故19号K先排4s能级，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1；氯离子是由氯原子得到一个电子填充在最外层，使 原来未充满的3p能级达到8电子稳定结构；铁是26号元素，其价电子与次外层的d能级有关，当铁失去电子时，是从最外层开始失去电子，所以先失去的是4s能级上的两个电子，再失去次外层3d能级上的一个电子。,1s22s22p63s23
8、p64s1,1s22s22p63s23p6,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p63d5,课堂探究研析,1能层和能级的划分,知识点一 能层和能级的组成与能量关系,2能层、能级中的数量 (1)任一能层，能级数能层序数，且总是从s能级开始。 (2)以s、p、d、f排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5,7的二倍。 (3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍，即2n2。 (4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。,3不同能层中各能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。 (
9、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轨道能量相等，例如，2px2py2pz。,下列说法中正确的是( ) As能级的能量一定比p能级低 B3p2表示第三能层上有两个电子 C同一原子中，1s、2p、4p电子的能量逐渐减小 D同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等 解析：高能层的s能级比低能层的p能级的能量高，A项不正确；3p2表示3p能级排了两个电子，B不正确；同一原子中，1s、2p、4p电子的能量逐渐升高，C项不正确。,D,变式训练1 下列说法正确的是( ) A第三能层有s、p共2个能级 B3d能级最多容纳5
10、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个 解析：每一能层包含的能级数等于该能层的序数，故第三能层有s、p、d三个能级，A错；s、d能级最多容纳的电子数分别是2、10，故B错、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。,D,1构造原理 (1)原理 随着原子序数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序： 图中每个小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序。,知识点二 构造原理与电子排布式,提示：原子核外电子排布构造易记图：ns (n2)f (n1)
11、d np7s 5f 6d 7p6s 4f 5d 6p5s 4d 5p4s 3d 4p3s 3p2s 2p1s 自左往右、自下而上，依次填充。,(2)实质：构造原理中的电子排布顺序，其实质是各 能级的能量高低顺序。 (3)能级交错”现象：由构造原理可知，核外电子排布的能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s从中可以看出，从第三能层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“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。,2电子排布式的书写 电
12、子排布式是指用来表示原子核外电子排布情况的表达式，如钠原子的电子排布式为ls22s22p63s1。它能直接地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。 (1)简单原子的核外电子排布式： 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C：1s22s22p2,10Ne：1s22s22p6,17Cl：1s22s22p63s23p5，19K：1s22s22p63s23p64s1。,(2)复杂原子的核外电子排布式：注意：在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不一定完全按填充顺序写。,(3)利用构造原理书写简易电子排布式 为了方便，常把内层已达到稀有气体电子层结构的部分写成“原子实”，用稀
13、有气体符号外加方括号来表示。如K：1s22s22p63s23p64s1，其中1s22s22p63s23p6看作Ar“原子实”，故K的电子层结构可表示为：Ar4s1，其中Ar代表Ar的核外电子排布结构，即1s22s22p63s23p6。再如Fe的简化电子排布式为：Ar3d64s2。,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表示其能级的能量，以下各式中正确的是( ) AE(5s)E(4f)E(4s)E(3d) BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s) CE(4s)E(3s)E(2s)E(1s) DE(5s)E(4s)E(4f)E(3d) 解析：根据构造原理，各能级能量由低到高
14、的顺序为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，C项的正确顺序为E(4s)E(3s)E(2s)E(1s)。,B,表示一个原子在第三个电子层上有10个电子可以写成( ) A3s10 B3d10 C3s23p63d2 D3s23p53d3 解析：按照能量最低原理，电子应先排满s能级，再排满p能级，最后排d能级。,C,变式训练2 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( ) AAl 1s22s2
15、2p63s23p1 BO2 1s22s22p6 CNa 1s22s22p6 DSi 1s22s22p2 解析：硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。,D,变式训练3 (1)写出下列原子的电子排布式： 11Na_； 16S_； 34Se_； 20Ca_； 26Fe_； 30Zn_。 (2)X元素的1价阳离子的核外电子排布与氩原子相同，则X元素的原子核外电子的电子排布式为_。,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p4,1s22s22p63s23p63d104s24p4,1s22s22p63s23p64s2,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p6
16、3s23p63d104s2,1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1,解析：(1)根据原子核外电子排布所遵循的原理书写原子的电子排布式，同时应注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。 (2)氩原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，故X原子一定失去4s轨道上的一个电子形成阳离子，则X应为K。,学科核心素养,原子结构模型的演变过程 古代原子学说道尔顿原子模型汤姆生原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子模型电子云模型。1.德谟克利特的古代原子学说：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。 2道尔顿原子模型：物质由原子组成，且原子为实心球体，不能用物理方法分割；同种原子的质量和性质相同。 3汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性；原子是可以再分的。,4卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。 5玻尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动。 6电子云模型(现代原子结构学说)：现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。,课堂达标验收,课 时 作 业,
