1、第一章 原子结构与性质第一节 原子结构 第1课时 能层与能级 1、了解人类认识原子的过程、了解人类认识原子的过程 2、进一步认识原子核外电子的分层排布、进一步认识原子核外电子的分层排布 3、知道原子核外电子的能层和能级分布及其能量关系、知道原子核外电子的能层和能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级。、能用符号表示原子核外的不同能级。人类认识原子的过程人类认识原子的过程 人类在认识自然的过程中，人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深对事物的认识一步步地走向深入，也
2、越来越接近事物的本质。入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。而不断地深入和发展。近代科学原子论（1803年）一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿英国化学家道尔顿（J.Dalton , 1766J.Dalton , 17661844)1844)道尔顿原子模型道尔顿原子模型原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子(1897年)电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍
3、存在于各种原子之中。汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson ,1856J.J.Thomson ,185619401940）汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生汤姆生粒子散射实验（1909年）原子有核卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带
4、负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型粒子散射实验Au卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型玻尔原子模型（玻尔原子模型（19131913年）年）玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1
5、885N.Bohr,18851962)1962)1920年，玻尔在他提出的氢原子模型（1913年）基础上，提出构造原理，即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。5年后（1925年），玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。玻尔原子模型（玻尔原子模型（19131913年）年）电子云模型电子云模型（电子云模型（19351935年）年）现代物质结构学说现代物质结构学说 人类在认识自然的过程中，人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才
6、使为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事走向深入，也越来越接近事物的本质物的本质。随着现代科学技。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地对客观事物的认识而不断地深入和发展。深入和发展。氢原子氢原子电子云电子云图图14原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电）（正电）不显不显电性电性 （负电）（负电）（正电）（正电）（不带电）（不带电）分层排布分层排布与物质化学性质密切相关与物质化学性质密切相关 【知识回顾】一、一、能层与能级
7、能层与能级 1 1、能层、能层 核外电子按核外电子按 不同分成能层。电子的不同分成能层。电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数如下：容纳的最多电子数如下：能量能量依据核外电子的能量不同：依据核外电子的能量不同：离核远近：离核远近：近近 远远 能量高低能量高低： 核外电子分层排布1 12 23 34 45 56 67 7K KL LM MN NO OP PQ Q能层越高，电子的能量能层越高，电子的能量 ，能量的高低顺序为能量的高低顺序为E（K） E（L） E（M） E（N）E（O）E（P）E（Q）越高越高低低高高 2 2、能级、能级能级
8、的符号和所能容纳的最多电子数如下：能级的符号和所能容纳的最多电子数如下： 在多电子原子中，同一能层的电子，还被在多电子原子中，同一能层的电子，还被分成不同能级。分成不同能级。 任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从 能级开始，能级数等能级开始，能级数等于该能层序数。于该能层序数。 能级的字母代号总是按能级的字母代号总是按s s、p p、d d、f f.排序排序的，字母前的序数是它们所处的能层序数，每个能的，字母前的序数是它们所处的能层序数，每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数中的奇数序级最多可容纳的电子数依次为自然数中的奇数序列列 、 、 、 .的的2 2倍。倍。 多电子原子中，多电子原子
9、中，同一能层不同能级的能量顺序：同一能层不同能级的能量顺序：E E（nsns） E E（n np p） E E（ndnd） E E（nfnf）. .s s1 13 35 57 7【思考与讨论】1.1.一个能层的能级数与能层序数（一个能层的能级数与能层序数（n n）间存在什么）间存在什么关系？一个能层最多可容纳的电子数与能层序数关系？一个能层最多可容纳的电子数与能层序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？提示：提示：能层的能级数等于该能层序数。能层的能级数等于该能层序数。一个能层最多可容纳的电子数为一个能层最多可容纳的电子数为2n2n2 2个。个。【思考与讨论】2.2.以以s s、p p
10、、d d、f f 为符号的能级分别最多可容纳多为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？少个电子？3d3d、4d4d、5d5d能级所能容纳的最多电子数能级所能容纳的最多电子数是否相同？是否相同？提示：提示：以以s s、p p、d d、f f为符号的各能级可容纳的最多电子数为符号的各能级可容纳的最多电子数依次为依次为1 1、3 3、5 5、7 7的二倍的二倍! !3d3d、4d4d、5d5d能级所能容纳的最多电子数相同。能级所能容纳的最多电子数相同。【思考与讨论】3.3.第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？各能级最多容纳多少个电子？在几个
11、能级中？各能级最多容纳多少个电子？提示：提示：第五能层最多可容纳第五能层最多可容纳5050个电子个电子；5 5个能级；个能级；各各能级最多容纳电子数能级最多容纳电子数分别为分别为2,6,10,14,182,6,10,14,18个。个。（1）各能层最多能容纳各能层最多能容纳2n2个电子。个电子。 即：能层序号即：能层序号 1 2 3 4 5 6 7 符符 号号 K L M N O P Q 最多电子数最多电子数 2 8 18 32 50 72 98（2）最外层电子数目不超过最外层电子数目不超过8个（个（K层为最外层时层为最外层时 不超过不超过2个）；次外层电子数最多不超过个）；次外层电子数最多不超
12、过18 个；倒数第三层不超过个；倒数第三层不超过32个。个。小结：原子核外电子分层排布规律：小结：原子核外电子分层排布规律：（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近 的能层，然后才由里往外，依次排在能量的能层，然后才由里往外，依次排在能量 较高能层。而失电子总是先失最外层电子。较高能层。而失电子总是先失最外层电子。注意：注意： 以上几以上几点是相点是相互联系互联系的，不的，不能孤立能孤立地理解，地理解，必须同必须同时满足时满足各项要各项要求。求。【例题例题1】判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)能层就是电子层，包含不同的能级()(2)能层越高，
13、离原子核越远()(3)ns、np、nd最多容纳的电子数均为2()(4)每一能层均包含s、p、d、f能级()【例题例题2】下列能层中，包含 f 能级的是()AK能层 BL能层CM能层 DN能层答案：D解析：K能层是第一能层，只有1s能级；L能层是第二能层，有两个能级，即2s和2p；M能层是第三能层，有三个能级，即3s、3p、3d；N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、4d、4f。根据能级数等于能层序数，只有能层序数4的能层才有f能级。【例题例题3】下列能级符号表示错误的是( )A.6s B.3d C.3f D.5p答案：C【例题例题4】在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层称作为电子层。电子层模型被称为洋葱式结构，如图所示：根据电子层模型，判断下列说法不正确的是() A 多电子原子的核外电子是分层运动的 B 所有电子在同一区域里运动 C 排在K、L、M层上的电子的能量依次增大 D 多电子原子里电子的能量不同答案：B解析：在多电子原子中，核外电子的能量不同，能量低的在离核近的区域运动，能量高的在离核远的方向运动。
