第一节 原子结构

1. 第一节　原子结构

2. 学习目标 1.了解原子核外电子的运动状态。 2.了解原子结构的构造原理。 3.知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

3. 课前自主学案 第一节　原子结构 课堂互动讲练 知能优化训练

4. 课前自主学案 一、开天辟地——原子的诞生 1．原子的诞生 氦 锂 氢

5. 2．宇宙的组成与各元素的含量 1%

6. 3．地球的组成元素 地球上的元素绝大多数是_______，__________ (包括稀有气体)仅22种。 二、能层与能级 1．能层 (1)分类依据 根据多电子原子的核外电子的__________，将核外电子分成不同的能层。 非金属 金属 能量差异

7. (2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下：(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下： L O K N 2n2

8. 2.能级 (1)分类依据 根据多电子原子中同一能层电子_________的不同，将它们分成不同的能级。 (2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如下： 能量

9. 1s 2s 2p 3p 4s 4p 4d 4f 3s 3d

10. 思考感悟 1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系？ (2)第n能层中的不同能级的能量有何关系？ （3）不同能层中同一能级的能量有何关系？ 【提示】(1)由K层到Q层，离核由近到远，能量由低到高。 (2)E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。 （3）不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。 如 E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)

11. 三、构造原理与电子排布式 1．构造原理 (1)含义 在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量____的能级上，然后依次排在能量________的能级上。 低 较高

12. (2)构造原理示意图

13. 思考感悟 2．(1)“能层越大，能级的能量越高。”对吗？ (2)为什么K原子的原子结构示意图不是

14. 【提示】(1)从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等规律之外，还存在一些不同能层的能级的交错现象。例如，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。【提示】(1)从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等规律之外，还存在一些不同能层的能级的交错现象。例如，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。 (2)由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、3p能级，最后一个电子进入4s能级而不是3d能级，所以它的原子结构示意图为：

15. 2．电子排布式 将_______上所容纳的电子数标在该能级符号___________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为： 能级 右上角

16. 四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1．能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称______________________。 能量最低原理

17. 2．基态原子与激发态原子 最低能量 吸收 释放 （ 较高

18. 3．光谱与光谱分析 (1)光谱形成原因 不同元素的原子发生________时会吸收或释放不同的光。 (2)光谱分类 根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_____________和______________，总称______________。 (3)光谱分析 在现代化学中，利用____________上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。 跃迁 吸收光谱 发射光谱 原子光谱 原子光谱

19. 五、电子云与原子轨道 1．电子云 (1)含义 电子云是处于一定空间运动状态的_______在原子核外空间的_______________的形象化描述。 (2)形状 电子 概率密度分布 球形 哑铃状

20. 思考感悟 3．电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少？ 【提示】不是。电子云图中的一个小黑点并不代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。

21. 2．原子轨道 (1)定义 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)数目 ns能级各有__个轨道，np能级各有__个轨道，nd能级各有__个轨道，nf能级各有__个轨道。 1 3 5 7

22. 六、泡利原理和洪特规则 1．泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳___个电子，而且自旋方向_______，用“_______”表示。 2．洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先_____________一个轨道，而且自旋状态________。 2 ↓↑ 相反 单独占据 相同

23. 课堂互动讲练 能层与能级的组成及能量关系 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的序数：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。

24. 2．不同能层中各能级之间的能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。 例如：1s＜2s＜3s……，2p＜3p＜4p……。 (2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s＜p＜d＜f……。 例如：第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。 (3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。 例如：2px＝2py＝2pz。

25. 3．各能层、能级所容纳电子数及能量关系

26. 特别提醒：决定电子能量高低的因素有：①能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；②能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；③在多电子原子中会发生能级交错现象。特别提醒：决定电子能量高低的因素有：①能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；②能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；③在多电子原子中会发生能级交错现象。

27. 例1 (2011年天津高二检测)下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是() A．各能层含有的能级数等于能层序数减1 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍 D．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7

28. 【解析】　各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；当为第一能层时，只含s能级，第二能层只含s、p能级，B项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一定含有这些电子。【解析】　各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；当为第一能层时，只含s能级，第二能层只含s、p能级，B项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一定含有这些电子。 【答案】D

29. 【规律方法】　在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手【规律方法】　在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手 (1)能量规律 ①多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。 ②在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。 (2)数量规律 ①每一个能层(电子层)中最多容纳电子数为2n2。 ②每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所含的轨道总数为n2。

30. 变式训练1下列说法中正确的是() A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 B．3p2表示3p能级有两个轨道 C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

31. 解析：选A。A项中，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。解析：选A。A项中，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。

32. 核外电子排布的原则

33. 3．洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如2p3的电子排布图为 ，不能表示为 或 。

35. 特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。 (2)根据此原则进行排布或进行判断时，要三者兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。

36. 例2 下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？ (1)6C1s22s22p22p2p (2)21Sc1s22s22p63s23p63d3 (3)22Ti1s22s22p63s23p10 【解析】　从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例。 【答案】(1)洪特规则　(2)能量最低原理　(3)泡利原理

37. 互动探究 Ⅰ.写出(3)的正确的电子排布式，并写出其电子排布图。 Ⅱ.若(2)中21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确违反哪一条规则？

38. 【提示】

39. 【误区警示】(1)在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误：【误区警示】(1)在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误： (2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。

40. 变式训练2比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。变式训练2比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。 (1)2s________3s (2)2s________3d (3)3px________3pz (4)3p________3s (5)4f________6f (6)3d________4s (7)4f________6p

41. 解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px＝3py＝3pz；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：ns、(n－2)f、(n－1)d、np。解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf；形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px＝3py＝3pz；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：ns、(n－2)f、(n－1)d、np。 答案：(1)＜　(2)＜　(3)＝　(4)＞ (5)＜　(6)＞　(7)<

42. 原子的核外电子排布的表示方法

45. 特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。 (2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。

46. 例3 按要求填空。 (1)11Na的电子排布式______________________________________。 (2)20Ca的价电子排布式___________________________________。 (3)35Br－的离子结构示意图________________________________________________________________________。 (4)7N的电子排布图________________________________________________________________________。

47. 【思路点拨】　本题在书写核外电子排布式时注意以下三点：【思路点拨】　本题在书写核外电子排布式时注意以下三点： (1)确定原子序数。 (2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。 (3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。

48. 【解析】　本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，其价电子排布式为：4s2；35Br－的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为：   ；7N的电子排布式为 ：1s22s22p3，电子排布图为：

49. 【答案】(1)1s22s22p63s1(2)4s2

50. 【规律方法】(1)刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如【规律方法】(1)刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如