第一章第一节原子结构导学案2022-2023学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 【学习目标】 1、根据构造原理写出1～36号元素原子的电子排布式 2、核外电子的运动状态，电子云与原子轨道，基态、激发态和光谱 3、泡利原理、洪特规则 【引入】我们必修二学习过，我们知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，电子是分层排布的，在必修学习的基础上请思考：思考：钾原子的原子结构示意图为什么左侧书写正确？多电子原子的核外电子排布遵循什么规律呢？带着这个思考进行今天的学习。 知识点一.能层与能级 1.核外的电子按照能量不同分成能层 按照电子能量的差异，可以将核外电子分成不同的能层，请同学们试着写出下表能层符号和每个能层最多容纳的电子数 能 层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符 号 K L M N O P Q 最多电 子 数 2 8 18 32 50 72 98 若用n来表示能层序数，，则每个能层最多能容纳的电子数是2n2,而且能层越高，电子的能量越高，所以不同能层能量的高低顺序从K、L、M、N、O、P、Q依次增大，即E（K）<E（L）<E（M）<E（N）<E（O）<E（P）<E（Q） 2.同一能层的电子，根据能量不同被分层不同能级 理论研究还表明，在多电子原子中，同意能层的电子还被分成不同等级（如果把能层比作楼层，则能级可以比作楼梯），能级符号和所能容纳的最多电子数入下表： 能 层(n) K L M N O P Q 能 级(l) 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 … …… …… 2n2 根据表中的信息可以归纳除哪些规律呢？ (1)①每个能层中，能级总是从s能级开始，按照符号ns、np、nd、nf……顺序排列，同时同一能级的能量按照E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)排列。 ②任一能层，能级数===能层序数。即第一能层只有一个能级，用1s表示第一能层s能级，第二能层有两个能级用2s、2p表示第二能层的s能级和p能级，第三能层有三个能级，用3s、3p和3d表示，以此类推。 ③s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍 【思考】(1)一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系？相等 一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系？2n2 (2)以s、p、d、f为符号的能级最多可容纳多少个电子？ 1、3、5、7……的两倍 3d、4d、5d能级所容纳的最多电子数是否相同？相等 (③)第五能层最多可容纳多少个电子？ 50 它们分别容纳在几个能级中？ 5 5s、5p、5d、5f、5g 2、 基态和激发态 原子光谱 请同学们填一填下列的空格地方 因为原子核外的电子能量不同，我们把处于最低能量状态的原子叫做基态原子，基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级变为激发态，反之，原子电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的基态时将释放能量。 而光是电子跃迁释放能量的重要形式之一，例如日常生活中的焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光甚至金属的焰色试验都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 通过光谱仪发现不同元素原子的电子从低能量状态到高能量状态发生跃迁时会吸收光，则得到吸收光谱；反之，从高能量状态到低能量状态会释放不同的光得到发射光谱；吸收光谱和发射光谱总称原子光谱。 三、构造原理——基态原子电子排布式 (电子的填充顺序) 1、【构造原理】科学家归纳大量光谱事实，得出如下结论：多电子的核外电子排布总是按照能量最低原理，由低能级逐步填充到高能级，这种排布顺序称为构造原理。如下图，图中每一个小圆圈代表一个能级，每一行对应一个能层箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 【注意】 (1)从构造原理图可以看出，核外电子的能级排布顺序为1s　2s2p　3s3p　4s3d4p　5s4d5p　6s4f5d6p　7s5f6d7p，从中可以看出，不同的能层的能级有“能级交错”现象，也即是原子的核外电子不是完全按照能层次序排布的，不完全是排满n层后再排(n+1)层 (2)核外电子的排布顺序可由下列公式得出：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np (3)构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。不同能层的能级有交错现象如：E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s) 2、能级交错现象 (1)定义：能级交错是指电子层数较大的某些轨道的能量反而低于电子层数较小的某些轨道的能量的现象。从第四层开始出现此现象。如：