1.1.1 原子结构 能级能层 构造原理 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 课时1 能层、能级与电子排布 亮亮图文旗舰店 https://liangliangtuwen.tmall.com 旧知回顾 原子核 核外电子 质子(Z) 中子(N) 原子 （带正电） （不带电） （带负电） 数量关系 ①原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数 （不带电） 回顾思考1：原子由哪些微粒组成？微粒间存在哪些数量关系？如何表示？ 化学变化中 的最小微粒 (质量集中) (运动范围广，质量很小) ②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)≈相对原子质量 旧知回顾 回顾思考2：原子内部的核外电子是如何排布的？遵循哪些规律？ 电子层模型示意图 离 核 由 近 到 远 电子层序数 1 2 3 4 5 电子层符号 K L M N O 最多电子数 电子层能量 8 2 18 32 50 由低到高 核外电子是分层排布的 旧知回顾 回顾思考2：原子内部的核外电子是如何排布的？遵循哪些规律？ （1）每一层最多容纳电子数：2n2个 （2）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个） （3）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个 离 核 由 近 到 远 电子层序数 1 2 3 4 5 电子层符号 K L M N O 最多电子数 电子层能量 8 2 18 32 50 由低到高 任务1 认识能层与能级 1.概念：核外电子按能量不同分成能层。 一、能层(电子层) 1、概念：在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，据此把它们分为不同的能级。 二、能级 能层符号 K(1) L(2) M(3) N(4) O(5) 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多容纳电子数 能级 能层 2 8 18 32 50 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … N层 M层 L层 K层 同一能层各能级 能量越来越高 能级 能量越来越高 能层 能层是楼层 能级是楼层的阶梯 任务1 认识能层与能级 任务1 认识能层与能级 规律1：能级数=能层序数 规律2：一个能层最多可容纳的电子数为2n2 思考2：以s、p、d、f 为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、4d、5d 能级所能容纳的最多电子数是否相同？ 思考1：一个能层的能级数与能层序数(n)有什么关系？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？ 规律3：能级的字母代号总是按照s、p、d、f……排序，每一能层可容纳的最多电子数依次为自然数中奇数序列1、3、5、7…的2倍。 规律1：能级数=能层序数 规律1：能级数=能层序数 规律1：能级数=能层序数 任务1 认识能层与能级 思考3：第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？ 第五能层最多可以容纳的电子数： 2×52 ＝ 50 分别容纳在5s、5p、5d、5f 等五个能级中。 各能级最多容纳的电子数为： 5s能级 2×1=2 5p能级 2×3=6 5d能级 2×5=10 5f能级 2×7=14 5 能级 2×9=18 总计50个电子，与前面能层的计算结果相同。 任务1 认识能层与能级 4、能量关系： 能层符号 K(1) L(2) M(3) N(4) O(5) 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多容纳电子数 能级 能层 2 8 18 32 50 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … ①同能层不同能级 E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) ②同能级不同能层 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 课堂训练 1.若n=3，以下能级符号错误的是（ ） A．np B．nf C．nd D．ns 2（双选）.下列各电子能层中，不包含 d 能级的是 （ ） A. N能层 B. M能层 C. L能层 D. K能层 CD 3.某一能层上nd能级最多能容纳的电子数为（ ） A、6 B、10 C、14 D、15 B B 生活中的光 激光 LED灯装饰的建筑 生活中的激光，LED灯光又是怎么产生的呢？ 2.激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 K L M 基态氢原子 1.基态原子：处于最低能量状态的原子。 K L M 激发态氢原子 稳定 不稳定 吸收能量 电子跃迁 能量 任务2 基态与激发态 原子光谱 K L M 激发态氢原子 K L M 基态氢原子 不稳定 稳定 释放能量 电子跃迁 光能 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。 任务2 基态与激发态 原子光谱 3.原子光谱 原子光谱的产生 不同原子的电子发生跃迁时可以吸收或释放不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子吸收光谱或发射光谱。 各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。 锂、氦、汞的吸收光谱 锂、氦、汞的发射光谱 任务2 基态与激发态 原子光谱 任务2 基态与激发态 原子光谱 (2)检验元素： 基态原子 基态原子。 4.原子光谱的应用 He 氦 (1) 发现新元素 任务3 构造原理 思考：那核外电子在能级中如何排布？ 我们知道了核外电子按照能量不同可以分成不同的能层，同一能层的电子，还被分成不同能级。 任务3 构造原理 以 事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造原理 能级 光谱学 说明 每一行对应一个________ 每个小圈表示一个______ 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 能层 能级 K L M N O P Q 1s 2s 3s 2p 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 构造原理示意图 1.概念 任务3 构造原理 1s—2s—2p—3s—3p—4s—3d—4p—5s—4d—5p—6s—4f—5d—6p—7s—5f—6d 得 到 核 外 电 子 的 填 充 顺 序 按照这个顺序填充电子就得到一个基态原子的电子排布式。 任务3 构造原理 随着电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，电子是按能量由低到高的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 源于光谱学事实 从第三能层开始出现能级交错现象 2.能级交错 任务3 构造原理 3.排布实质 E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf) E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s) E(2p)<E(3p)<E(4p) 各能级的能量高低顺序 （1）相同能层的不同能级的能量高低顺序: （2）不同能层的相同能级的能量高低顺序: （3）ns＜（n-2）f ＜（n-1）d＜np 任务3 构造原理 2.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(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是 ( ) A. E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B. E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C. E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D. E(5s)>(4s)>(4f)>E(3d) B 任务4 电子排布式 1.概念 为更方便的表示核外电子的排布，按能量由低到高的顺序写出各能级符号，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。 能层 能级 能级上的电子数 任务4 电子排布式 2.基态原子电子排布式书写 K L M Na的原子结构示意图 Na：1s2 2s22p6 3s1 K L M 基态Na的电子排布式 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，</m> 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列。 任务4 电子排布式 问题：请根据构造原理写出下列元素基态原子的电子排布式。 1s2 2s22p2 电子填充顺序：1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p- 1s2 2s22p63s1 1s2 2s22p63s23p5 1s2 2s22p63s23p64s2 6 碳 C 11 钠 Na 17 氯 Cl 20 钙 Ca 任务4 电子排布式 问题：请根据构造原理写出基态原子的电子排布式。 电子填充顺序：1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p- 1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 1s22s22p63s23p64s23d1 特别提醒： 充入电子时按构造原理，而书写时按能层次序！ 半充满 基态24Cr、29Cu的核外电子排布不符合构造原理 全充满 21 钪Sc： 24 铬Cr： 26 铁Fe： 29 铜Cu： 任务4 电子排布式 为了书写起来更加方便，可以将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示，这样得到的式子称为简化电子排布式。 Na：1s22s22p63s1 简化为[Ne]3s1 决定元素的化学性质 3.简化电子排布式和价层电子排布式 价层电子排布式 3s1 Ni:简化电子排布式为[Ar]3d84s2 价层电子排布为3d84s2 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子； 对于副族和第VIII族元素来说，价电子是最外层电子+次外层电子。 任务4 电子排布式 基态原子 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 16 硫 S 24 铬Cr 26 铁Fe 29 铜Cu 问题：请写出下列元素基态原子的电子排布式、简化电子排布式、价层电子排布式。 电子填充顺序：1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-5p-6s-4f-5d-6p- 1s2 2s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar]3d54s1 3d54s1 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 3d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 [Ar]3d104s1 3d104s1 任务4 电子排布式 (3) 离子电子排布式 Na+ 的电子排布式 Na：1s22s22p63s1 Cl：1s22s22p63s23p5 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 练习：写出 Cl- 和 Fe2+ 的电子排布式 Na+： 1s22s22p6 Cl-： 1s22s22p63s23p6 Fe2+：1s22s22p63s23p63d6 任务4 电子排布式 构造原理与电子排布式 构造原理 电子排布式 电子排布式 简化电子排布式 价层电子排布式 小结 任务4 电子排布式 1.列说法正确的是( ) A. 钾(K)原子的原子结构示意图为 B. H2O的电子式为 C. Mg的电子排布式为 1s22s22p63s23p1 D. Ca2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2 B 任务4 电子排布式 2.某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1， 该元素最可能的化合价为(　　) A．＋1 B．＋3 C．＋5 D．－5 B 激发态原子 $