高中化学 原子结构（提高）知识讲解学案 新人教版选修3-新人教版高二选修3化学学案VIP免费

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、了解核外电子的运动状态；3、掌握泡利原理、洪特规则。【要点梳理】要点一、原子的诞生我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约2小时，诞生了大量的氢、少量的氦及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的融合反应，分期分批地合成了其他元素。（如图所示）要点二、能层与能级【高清课堂：原子结构与性质#原子结构与性质】1．能层（1）含义：在含有多个电子的原子里，由于电子的能量各不相同，因此，它们运动的区域也不同。通常能量最低的电子在离核最近的区域运动，而能量高的电子在离核较远的区域运动。根据多电子原子核外电子的能量差异可将核外电子分成不同的能层（即电子层）。如钠原子核外有11个电子，第一能层有2个电子，第二能层有8个电子，第三能层有1个电子。（2）能层表示方法能层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……能量低高最多电子数28183250……要点诠释：电子层、次外层、最外层、最内层、内层在推断题中经常出现与层数有关的概念，理解这些概念是正确推断的关键。为了研究方便，人们形象地把原子核外电子运动看成分层运动，在原子结构示意图中，按能量高低将核外电子分为不同的能层，并用符号K、L、M、N、0、P、Q……表示相应的层，统称为电子层。一个原子在基态时，电子所占据的电子层数等于该元素在周期表中所处的周期数。倒数第一层，称为最外层；从外向内，倒数第二层称为次外层；最内层就是第一层（K层）；内层是除最外层外剩下电子层的统称。以基态铁原子结构示意图为例：铁原子共有4个电子层，最外层(N层)只有2个电子，次外层（M层）共有14个电子，最内层（K层）有2个电子，内层共有24个电子。2．能级（1）含义：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，这样同一能层就可分成不同的能级（也可称为电子亚层）。能层与能级类似于楼层与阶梯之间的关系。在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……（n代表能层）（2）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见下表：能层（n）一二三四五六七…符号KLMNOPQ…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容纳的电子数22626102610142…………2818325072982n2（3）能级数与能层序数的关系在任一能层，能级数=能层序数。（4）能级与电子数的关系以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，即2、6、10、14……说明①在任一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf……（n代表能层），能量依次升高，即在第n层中，不同能级的能量大小顺序是E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf）……②不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如E（1s）＜E（2s）＜E（3s）＜E（4s）……要点三、构造原理1．构造原理从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，电子大多是按图1-1-2所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这个规律称为构造原理。2．构造原理的应用构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。将阿拉伯数字放在能级符号前表示能层数，将阿拉伯数字标在能级符号右上角表示该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。如N：1s22s22p3，Mg：1s22s22p63s2。说明①电子所排的能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……②图1-1-2中每个小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层。各圆圈间连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。③构造原理揭示了原子核外电子的能级分布，从中可以看出，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）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。要点诠释：关于原子的最外层、次外层电子数由于能级交错的原因，E（nd）＞E[（n+1）s]，当ns和np全充满时（共4个轨道，最多容纳8个电子），多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填人（n+1）s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。同理可以解释为什么次外层电子数不超过18个。若最外层是第n层，次外层就是第（n－1）层。由于E[(n－...