复习题教学设计(第二课时)

第一节

原子结构

第1课时

能层与能级

构造原理与电子排布式

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，掌握基态原子核外电子排布规律，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。(重难点)

[基础·初探] 教材整理1

开天辟地——原子的诞生

1．原子的诞生

原

子

的

诞

生

能

层

与

能

级

2．宇宙的组成元素及其含量

1

教材整理2

能层与能级

1．能层

(1)意义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。

(2)符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。

2．能级

(1)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)能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为ns、np、nd、nf等。

(3)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有能级3s、3p、3d。

(4)s、p、d、f能级可容纳的电子数为1、3、5、7的二倍。

[探究·升华] [思考探究] (1)原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在什么关系？

【提示】

每个能层最多容纳2n2个电子。

(2)不同的能层所含有的能级数与能层的序数(n)间存在什么关系？

【提示】

能层序数等于该能层所包含的能级数。

(3)英文字母相同的不同能级(如2p、3p)中所能容纳的最多电子数是否相同？

【提示】

相同，如2p、3p能级最多容纳的电子数都是6个。

[认知升华] 1．各能层所包含的能级符号及各能层、能级最多容纳的电子数

能层(n) 一

二

三

四

五

六

七

……

2

符号

K L M

N

O …P ……

……

……

Q ……

……

……

……

……

……

2n2

能级

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …

……

最多电子

数

2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 2 8 18 32 ……

2.不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。如1s＜2s＜3s……

2p＜3p＜4p……

3．同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s＜p＜d＜f……如第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。

[题组·冲关] 1．M能层对应的能层是(

) A．第一能层

C．第三能层

B．第二能层

D．第四能层

【解析】

第一、二、三、四、五、六、七能层对应的能层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q。

【答案】

C 2．N能层具有的能级数为(

)

【导学号：90990000】

A．5

C．3

B．4

D．2 【解析】

每一个能层所具有的能级数等于能层序数，N能层为第四能层，故能级数为4。

【答案】

B 3．下列能级中可容纳电子数最多的是(

) A．6s

C．3d

B．4p D．4f 【解析】

各能级能容纳的电子数是ns为2个、np为6个、nd为10个、nf为14个。

3

【答案】

D 4．下列说法正确的是(n表示能层序数)(

) A．各能层含有的能级个数＝n－1 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．不同能层上的s轨道完全相同

D．s、p、d、f最多容纳的电子个数依次是2、6、10、14 【解析】

任一能层中，能级个数＝能层序数，A错误；并不是所有的能层中都有p、d、f能级，如K层只有s能级，L层有s和p两个能级，M层有s、p、d三个能级，B错误；不同能层上的s轨道都是球形，但半径大小不同，C错误。

【答案】

D

构

造

原

理

与

电

子

排

[基础·初探] 教材整理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较低的能级上，然后依次排在能量较高的能级上。

2．构造原理示意图

布

式

教材整理2

电子排布式

1．概念：将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。

2．表示方法

Mg原子的电子排布式中数字和符号的意义为

4

铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，也可以写成[Ne]3s23p1。

[探究·升华] [思考探究] 查阅元素周期表可知Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

问题思考：

(1)分析Cr、Cu的电子排布式，思考电子排布式的书写顺序与核外电子填充顺序一定相同吗？

【提示】

不一定相同，电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d顺序，而核外电子填充顺序是按构造原理。过渡元素电子排布式的书写与电子填充顺序不一致。

(2)所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？

【提示】

1～36号元素中，只有Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合。

(3)元素周期表中钠的电子排布式写成[Ne]3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、14号、26号元素简化的电子排布式。

【提示】

方括号里符号的意义是稀有气体元素原子的结构，表示该元素前一周期的稀有气体元素原子的电子排布结构；O：[He]2s22p4；Si：[Ne]3s23p2；Fe：[Ar]3d64s2。

[认知升华] 电子排布式的书写

1．简单原子的电子排布式的书写

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

2262522626117Cl：1s2s2p3s3p

19K：1s2s2p3s3p4s

2．复杂原子的电子排布式的书写

对于较复杂的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。

如：26Fe：先按能量从低到高排列为

1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的排列一起，即该原子的电子排布式为5

1s22s22p63s23p63d64s2。

3．利用构造原理书写简化电子排布式

如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6,4s1是K的最外层电子排布。再如Fe的简化电子排布式为[Ar]3d64s2。

4．简单离子电子排布式的书写

先写原子的电子排布式，然后再写得失电子。例如：O2－的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子知O2－的电子排布式为1s22s22p6。Fe3的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，再失去＋3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3＋的电子排布式为[Ar]3d5，而不能先失去3个电子，再按轨道能量顺序写成[Ar]3d34s2。

[题组·冲关] 题组1

构造原理

1．下列各组多电子原子的能级能量高低比较中，错误的是(

) A．2s<2p

C．3s<3d

B．2p<3p D．4s>3d 【解析】

同一能层中能级的能量ns

【答案】

D 2．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是(

) A．1s、2p、3d、4s

C．2s、2p、3s、3p

B．1s、2s、3s、2p D．3p、3d、4s、4p 【解析】

电子能量的高低主要由能层和能级决定。当能级相同时，能层越大，原子轨道能量越高，例如E1s＜E2s＜E3s；E2p＜E3p＜E4p。当能层相同时，能级越大，原子轨道能量越高，如E3s＜E3p＜E3d。能级和能层都不相同时，根据构造原理判断，如D项能量由低到高顺序为3p、4s、3d、4p。

【答案】

C 3．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。以下各式中能量关系正确的是(

)

【导学号：90990001】

A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)

B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d) 6

C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d)

D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f) 【解析】

根据构造原理，各能级能量的大小顺序为1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d＜5p＜6s＜4f……故A项正确。

【答案】

A 【规律总结】

判断原子轨道能量高低的方法

1首先看能层，一般能层序数越大，能量越高。

2再看能级，同一能层中的各能级，能量是s

3同一能级中的各原子轨道能量相同。

4还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会小于低能层的d、f能级，如4s<3d，5s<4d等。

题组2

电子排布式的书写

4．下列各原子或离子的电子排布式错误的是(

) A．K＋

1s22s22p63s23p6

B．F

1s22s22p5

C．S2－

1s22s22p63s23p4

D．Ar

1s22s22p63s23p6

【解析】

S2－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。

【答案】

C 5．下列原子的电子排布式正确的是(

)

【导学号：90990002】

A．9F：1s22s22p6

B．15P：1s22s22p63s33p2

C．21Sc：1s22s22p63s23p64s23d1

D．35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5

【解析】

氟原子2p能级应排5个电子；磷原子的3s能级应排2个电子，3p能级应排3个电子；写电子排布式时，应将同能层的能级移到一起。

【答案】

D 6．写出下列原子的电子排布式：

(1)11Na__________；(2)16S__________；

(3)34Se__________；(4)19K__________；

7

(5)31Ga__________；(6)30Zn__________。

【解析】

根据构造原理书写原子的电子排布式，注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。

【答案】

(1)1s22s22p63s1

(2)1s22s22p63s23p4

(3)1s22s22p63s23p63d104s24p4

(4)1s22s22p63s23p64s1

(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1

(6)1s22s22p63s23p63d104s2

【规律总结】

虽然电子排布是遵循构造原理的，但在书写电子排布式时，应将能层低的能级写在左边，而不能按填充顺序写。如铁原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6，即最后两个能级表示为3d64s2，而不能写成4s23d6。

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