1、第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构课程学习目标课程学习目标 了解构造原理的发现史。1通过理解构造原理逐步建立核外电子排布式书写的思维模型，并学会应用模型熟练书写常见原子的核外电子排布式。3理解能层与能级的概念及关系，理解核外电子的排布规律。了解基态与激发态、原子光谱的含义。21869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律1920年丹麦科学家波尔波尔提出了构造原理，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，1925年，波尔 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。元素周期律提出构造原理“能层、
2、能级”完整的构造原理1936年马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理复习回顾：1.原子的结构原子核原子核核外电子核外电子 Z Z个个质子质子 Z Z个个中子中子（A AZ Z）个）个原子原子X XA AZ Z ( (几乎集中原子的全部质量几乎集中原子的全部质量) ) ( (其运动空间几乎占据了原子的整个体积其运动空间几乎占据了原子的整个体积) )数量关系：核电荷数(Z) = 核内质子数 = 核外电子数质量关系：质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）质量数：对质子和中子的相对质量取整数相加的数值，即近似原子量。原子质量主要集中在原子核上。原子核体积很小，只占原子体积的几亿分之一。
3、复习回顾：2.原子核外电子层的表达方式电子层数（电子层数（n） 1234567电子层符号电子层符号离核远近离核远近 能量高低能量高低 KLMNOPQ近远低高复习回顾：3. 核外电子排布的一般规律（1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由内向外。（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。（5）倒数第三层不超过32个电子。1.能层 一、能层与能级（1）含义：核外电子按能量不同分成能层，即电子层。（2）符号及能量关系：能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数28183250729
4、8离核远近近 远能量高低低 高能层越高，电子的能量越高，离原子核越远 2.能级（1）含义：同一能层的电子，还被分成不同能级。（2）能级符号与所能容纳电子数如下表：能层12345能层符号KLMNO能级1s 2s 2p 3s 3p3d4s4p4d4f5s5p最多电子数226261026101426281832K L M N O +能级能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f最多容纳最多容纳电子数电子数22 62 6 102 6 10 14思考与讨论：(1)一个能层的能级数与能层序数(n)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(n)间存在什么关系?(2)以s、p、d、
5、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子? 3d、4d、5d能级容纳的最多电子数是否相同？(3)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?(注：本书只要求到f能级。) 2n2相等2.6.10.14相同50s-2，p-6，d-10，f-14归纳小结：(1)能层序数_该能层所包含的能级数，如第三能层有_个能级。(2)s、p、d、f 各能级可容纳的电子数分别为_、_、_、_的2倍。(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是_(n为能层的序数)。(4)f能级的从第 能层开始，d能级从第 能层开始等于313572n243不同能层中，能级的能量高低是 1s2
6、s3s4s.能量规律：在同一能层中，能级的能量高低是 nsnpndnf1.判断正误(1)能层就是电子层()(2)不同能层，s能级能量相同()(3)s能级的能量一定比p能级的低()(4)高能层的所有能级能量都比低能层的能级能量高()(5)各能层的能级数等于其所处能层序数()(6)任一能层的s能级最多容纳的电子数均为2()(7)3p3表示3p能级只能填充3个电子()(8)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍()2.符号为M的能层所含的能级有（ ）A.2种 B.3种 C.8种 D.18种3.某一能层上nd能级最多所能容纳的电子数为( )A.6 B.10 C.14
7、D.154.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是（ ）A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f5.原子核外P 能层和p 能级可容纳的最多电子数分别为（ ）A.32 和2 B.50 和6 C.72 和6 D.86 和10CABB 二、基态与激发态 原子光谱1.基态与激发态(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。(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，变为激发态原子。原子处于最低能量状态基态原子处于较高能量状态激发态原子（电子跃迁到较高能级）吸收能量释放能量生活中，我们看到的许多可见光，都与原子核外电子
8、跃迁释放能量有关。2.原子光谱(1)含义：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。(2)成因及分类：基态原子激发态原子吸收能量释放能量吸收光谱发射光谱明亮背景的暗色谱线 暗色背景的明亮谱线 (3)光谱分析： 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析 。例如：铯(1860年)和铷(1861年),其光谱图中有特征的蓝光和红光，它们的拉丁文名称由此得名。又如，稀有气体氦的原意是“太阳元素”,是1868年分析太阳光谱发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。 三、构造原理与电子排布式1.构造
9、原理(1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序成为构造原理。(2)构造原理示意图： 能层能级OLMNPKQ1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s电子填充一般规律： (3)对构造原理的理解： 构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序。电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原子相对较稳定。从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象。能级交错指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的某些能级的能量的现象，如4s3d、6s4f5d，一般规律为ns(n2)f(n1)dnp。2.电子排布式(1)含义
10、：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。(2)表示方法：(3)书写方法：第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s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即可得到电子排布式。例如：8O：_。1s22s22p4例：例：试书写7N、17Cl、19K、26Fe、21Sc、35Br原子的核外电子排布式。N：1s2 2s22p3Cl：1s2 2s22p6 3s23p5K：1s2 2s22p6 3s23p6 4s1Fe：1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2Sc：1s2 2s
11、22p6 3s23p63d1 4s2Br：1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5要求熟练书写136号元素原子的电子排布式原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N1氢H2氦He3锂Li4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O1s11s2 2s11s21s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p4原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N9氟F10氖Ne1s2 2s22p51s2 2s22p611钠Na12镁Mg13铝Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氩Ar1s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s21s
12、2 2s22p6 3s23p11s2 2s22p6 3s23p21s2 2s22p6 3s23p31s2 2s22p6 3s23p41s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N19钾K20钙Ca21钪Sc22钛Ti23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni1s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d1 4s21s2 2s22p6 3s23p63d2 4s21s2 2s22p6 3s23p63d3 4s21s2 2s22p6 3s2
13、3p63d5 4s11s2 2s22p6 3s23p63d5 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d7 4s21s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N29铜Cu30锌Zn31镓Ga32锗Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p31s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p41s2 2s22p6 3s23p63
14、d10 4s24p51s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p61s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2注意：在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。3.简化电子排布式（1）含义：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。（2）表示方法：K的简化电子排布式：Ar 4s1N的简化电子排布式：He2s22p3Na的简化电子排布式：Ne3s1（3）练习
15、：写出14、24、26、31号元素的简单电子排布式。14Si：Ne 3s23p224Cr：Ar 3d54s126Fe：Ar 3d64s231Ga：Ar 3d104s24p11.下列能级符号正确的是（ ）A.6s B.2d C.1d D.3fA2.符号为M的能层所含的能级有（ ）A.2种 B.3种C.8种 D.18种B3.按能量由低到高的顺序，下列排列正确的是（ ）A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3pC4.请根据构造原理，写出下列原子的电子排布式：(1)16S_。(2)10Ne_。(3)20Ca_。(4)26Fe_。(5)2
16、9Cu_。(6)11Na_。1s22s22p63s23p4(或Ne3s23p4) 1s22s22p6 1s22s22p63s23p64s2(或Ar4s2) 1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2) 1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1) 1s22s22p63s1(或Ne3s1)5.(1)Cl原子核外能量最高的电子所在的能级是_。(2)基态Si原子中，核外电子占据最高能层的符号为_，该能层上有_个能级，电子数为_。3pM34原子结构原子结构 一、能层与能级能层12345能层符号KLMNO能级1s 2s 2p 3s 3p3d4s4p4d4f5s5p最多电子数226261026101426281832 二、基态与激发态 原子光谱基态原子激发态原子吸收能量释放能量吸收光谱发射光谱 三、构造原理与电子排布式1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s1.电子填充一般规律： 2.电子排布式：3.简化电子排布式：用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子。Ar 4s1
