(讲义)第1章 第1节 基础课时1 能层与能级 构造原理与电子排布式-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学选择性必修2(人教版2019)

第一节　原子结构 基础课时1　能层与能级　构造原理与电子排布式 1．通过认识原子结构与核外电子的排布，理解能层与能级的关系，理解核外电子的排布规律。 2．理解基态与激发态的含义与关系，能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。 3．结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并能根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。 一、能层与能级 1．能层 (1)符号：K、L、M、N、O、P、Q表示。 (2)能量的高低顺序：E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。 2．能级 (1)定义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。 (2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。 (3)能层、能级与最多容纳的电子数 能层 一 二 三 四 五 六 七 …… 符号 K L M N O P Q …… 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 …… …… …… …… 由上表可知： ①能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。 ② s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍。 ③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是2n2。 微点拨：(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大，如E(1s)＜E(2s)。 (2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)能层就是电子层。 (√) (2)不同能层，s能级的能量相同。 (×) (3)s能级的能量一定比p能级的能量低。 (×) (4)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍。 (√) 　若n＝3，以下能级符号错误的是(　　) A．np　　　B．nd　　　C．nf　　　D．ns C　[每一能层含有的能级数与其能层序数相等，则n＝3时，能层序数为3，则有3s、3p、3d能级，不存在3f能级，从n＝4时开始出现f能级，C错误。] 二、基态与激发态　原子光谱 1．基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化 2．光谱 (1)光谱的成因及分类 (2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 微点拨：(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 (2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 (3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 　金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同的焰色的原因是什么？ [提示]　激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。释放的能量不同，光的颜色不同。 三、构造原理与电子排布式 1．构造原理 随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序： 即电子所排的能级顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s…… 2．电子排布式 (1)电子排布式中能级符号右上角的数字表示该能级的电子数。如：铝原子电子排布式中各符号、数字的意义为 (2)写出下列原子或离子的电子排布式： ①8O：1s22s22p4； ②19K：1s22s22p63s23p64s1，可简写为[Ar]4s1； ③17Cl：1s22s22p63s23p5，可简写为[Ne]3s23p5； ④16S2－：1s22s22p63s23p6。 　为什么原子的最外层、次外层及倒数第三层容纳的电子数目分别不超过8、18、32? [提示]　ns、np、nd、nf……能级最多可容纳的电子数目依次为1、3、5、7……的2倍。根据构造原理知，原子的最外层由ns、np两个能级构成，排满时排1×2＋3×2＝8个电子；次外层由(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d三个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＝18个电子；倒数第三层由(n－2)s、(n－2)p、(n－2)d、(n－2)f四个能级构成，排满时排1×2＋3×2＋5×2＋7×2＝32个电子，故原子的最外层、次外层及倒数第三层