第一章 第一节 原子结构 学案-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修2

该高中化学导学案聚焦原子结构核心知识，涵盖能层与能级、原子轨道、电子云及核外电子排布规律，通过复习初中原子结构基础导入，以表格梳理能层能级容纳电子数、构造原理示意图等为支架，衔接从宏观到微观的认知脉络。 资料特色在于结构化呈现知识（如能层能级对比表、轨道表示式练习），分层设计判断题、综合应用题，强化模型认知（电子云、原子轨道图形），结合化学观念中的“结构决定性质”，科学思维中的模型建构与证据推理，助力学生自主探究，提升核心素养。

“学为中心”探究式学习高效课堂导学案 年级： 高二 班别： 姓名： 制作人： 化学备课组 科目： 化学 高二化学 选必2第一章第一节 原子结构导学案 【学习目标】 1. 能从电子跃迁角度初步解释原子光谱的形成，进一步强化“结构决定性质”的观念； 2. 能写出1-36号元素基态原子的电子排布式； 3. 知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述，建立对原子结构的模型认知； 4. 认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理，泡利原理和洪特规则，能写出1-36号元素基态原子的轨道表示式。 【学习过程】 一、能层与能级 1．能层：多电子原子的核外电子的能量是不同的。按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的______。 (1)电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 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 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越______，离原子核越远 (2)能层数量规律： ①每一层最多容纳的电子数：______个。②最外层电子数不超过______个(K层为最外层时不超过2个)。③次外层电子数不超过______个，倒数第三层不超过______个。 (3)能层能量规律： ①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越______，电子的能量越高。③能量的高低顺序为__________________。 3．能级：在同一电子层中，电子所具有的能量可能______，所以同一电子层可分成不同的______，用__________________ 表示，每个能层的能级数＝______。 二、能层、能级及其所能容纳的电子数 1．不同能层的能级组成 任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级数等于该能层序数：第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s，3p和3d)，依次类推。 2．各能层、能级所容纳的最多电子数 能层 一 二 三 四 五 符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …… 2 8 18 32 2n2 电子离核远近 近→远 电子能量高低 低→高 三、原子轨道 1．概念：原子中的单个电子的____________状态。 2．n值所对应的能级和原子轨道的情况： n(电子层) 能级 原子轨道 取值 符号 符号 符号 数目 1 K s ______ ______ 2 L s ______ ______ p ____________ ______ 3 M s ______ ______ p ____________ ______ d ______ ______ 4 N s ______ ______ p ____________ ______ d ______ ______ f 4f ______ 四、原子轨道数与电子数 电子层数(n)、能级数、原子轨道数、容纳电子数的关系： n取值 1 2 3 4 n 能级数 1 2 3 4 n 原子轨道数 1 4 9 16 n2 最多容纳电子数 2 8 18 32 ______ 【练习1】判断题： 1.核外电子是分层运动的。（ ） 2.能层就是电子层。（ ） 2.同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同。（ ） 3.不同能层的s能级能量相同。（ ） 4.S能级的能量一定比p能级的低。（ ） 5.各能层含有的能级数为n-1。（ ） 6.各能层都是从s能级开始至f能级结束。（ ） 7.同一原子中同一能层中的电子所具有的能量相同。（ ） 8.各能层含有的电子数为2n2 。（ ） 【练习2】下列能层中，包含f能级的是(　　) A． K能层 B．L能层 C．M能层 D．N能层 【练习3】下列能级符号正确的是( ) A.6s B.2d C.3f D.1p 【练习4】下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列。 (1)EK、EN、EL、EM： (2)E3s、E2s、E4s、E1s： (3)E4s、E4d、E4p、E4f： 【练习5】按能量由低到高的顺序排列,正确的一组(　　) A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p D.3p、3d、4s、4p 【练习6】对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(　　) A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应 五、构造原理 1．构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，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___________。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 2．能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 六、电子排布式的书写 1．电子排布式：元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上排布的电子数。如氢元素的电子排布式为： 钾原子的电子排布式为______________________，也可以简化成_________________。 2．简单原子的电子排布式 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 3．复杂原子的电子排布式 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排到一起。 如26Fe：先按能量从低到高排列为：1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的电子排到一起，即该原子的电子排布式为：_____________________。 4．简化电子排布式 将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式可表示为：____________，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即1s22s22p63s23p6。再如Fe的简化电子排布式为：_______________。 5.价层电子排布式 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 6.离子的电子排布式 先写原子的电子排布式，再根据得失电子情况进行调整。 【练习7】下列有关认识,正确的是 (　　) A.各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为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 【练习8】下列基态原子的电子排布式，书写正确的是(　) A.9F:1s22s22p6 B.15P:1s22s22p63s33p2 C.21Sc:1s22s22p63s23p64s23d1 D.35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5 【练习9】下列基态原子或离子的电子排布式错误的是(　　) A.Ca　1s22s22p63s23p64s2 B.Mg2+　1s22s22p6 C.F-　1s22s22p5 D.Br　1s22s22p63s23p63d104s24p5 【练习10】按要求填空: (1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 ①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半:___________________。  ②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍:____________。  ③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为_______、_______、______ (2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5,则其元素符号为________。  (3)基态Ti2+中,电子占据的最高的能层符号为_____,该能层有____个能级。 (4)写出基态砷原子的电子排布式__________________,砷位于元素周期表中________周期第________族。  七．电子云1．概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。 2．电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 八．原子轨道的图形描述 1．对象：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为一个原子轨道。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 2.形状：s轨道呈___________；p轨道在空间的分布特点是分别相对于x、y、z轴对称，呈_________________(∞)。 注意：(1)同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同 (2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 九．电子排布的轨道表示式 1．电子自旋 (1)定义：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做___________。电子自旋可以比喻成地球的自转。 (2)两种取向及表示方法：电子自旋在空间有______时针和_______时针两种取向。常用方向相反的箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相__________的电子。 十．泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1．泡利原理 在一个原子轨道里，最多只能容纳_____个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理(也称为泡利不相容原理)。 2．洪特规则 (1)内容：基态原子中，填入_____轨道的电子总是先单独分占，且自旋__行，称为洪特规则。 ①洪特规则只针对电子填入简并轨道而言，并不适用于电子填入能量不同的轨道。 ②当电子填入简并轨道时，先以自旋平行依次_______不同轨道，剩余的电子再以自旋_______依次填入各轨道。 (2)特例：简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较______的能量和较________的稳定性。 举例：如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2 ；基态29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，易错写为[Ar]3d94s2。 3．能量最低原理 (1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 注意：不同运动状态的电子数=核外电子数 不同空间运动状态的电子数=轨道数 【练习11】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是(　　) A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大 D．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz) 【练习12】如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　) A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 【练习13】下列说法中正确的是(　　) A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．3d3表示3d能级有3个轨道 D．ns能级的原子轨道图可表示为 【练习14】下列有关说法正确的是(　　) A．每个能层s能级的原子轨道的形状相同，能层序数越大，轨道半径越大，电子能量越高 B．原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹 C．教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”，这说明原子核外电子云是实际存在的 D．每个能层都有p能级，p能级都有3个原子轨道 【练习15】下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．能层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 【练习16】请写出Li、Be、B的轨道表示式。 【练习17】下列轨道表示式中，哪个是硼的基态原子 ？为什么？ 【练习18】下列轨道表示式中，哪个是氧的基态原子？ 【练习19】请画出铝原子的轨道表示式：_____________________________________________ 铝原子外层有_________个电子对，有_______个单电子。电子有_________种空间运动状态， 有__________种运动状态不同的电子。 【练习20】写出5、6、7、8、9号元素的核外电子排布式。并记住各主族元素最外层电子排布式的特点(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道)。 【练习21】下列叙述正确的是(　　) A.[Ar]3d64s2是基态铁原子的电子排布 B.铬原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s13d5 C.铜原子的外围电子排布式是3d94s2 D.氮原子的电子排布图是 参考答案： 1. √ √ √ × × × × × 2. D 3.A 4.EK＜EL＜EM＜EN E1s＜E2s＜E3s＜E4s E4s＜E4p＜E4d＜E4f 5. C 6.A 7.A 8.D 9.C 10. (1)①Si ②B ③1s22s22p63s23p63d8 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p6 (2)Br (3)M 3 (4)[Ar]3d104s24p3 四 VA 11.C 12.D 13.D 14.A 15.D 17.A 18.A 19.6 1 7 13 20.B:1s22s22p1　成对电子对的数目:2　未成对电子数:1　未成对电子占据的轨道:2p C:1s22s22p2　成对电子对的数目:2　未成对电子数:2　未成对电子占据的轨道:2p N:1s22s22p3　成对电子对的数目:2　未成对电子数:3　未成对电子占据的轨道:2p O:1s22s22p4　成对电子对的数目:3　未成对电子数:2　未成对电子占据的轨道:2p F:1s22s22p5　成对电子对的数目:4　未成对电子数:1　未成对电子占据的轨道:2p 21.A 高二化学 选必2 第一章第一节原子结构导学案1 学科网（北京）股份有限公司 $$