資源簡介

(共38張PPT)
走進奇妙的化學世界
選擇性必修2
第一章
原子結構與性質
第一節
原子結構
【復習回顧】原子結構
原子
原子核
核外電子(-)
質子(+)
中子(不帶電）
核電荷數（z）=核內質子數=核外電子數
質量數（A） = 質子數（Z） + 中子數（N）
學習
目標
PART
01
知道電子可以處于不同的能級,在一定條件下會發生激發與躍遷。
PART
03
了解核外電子的運動狀態,知道原子核外電子的能層分布、能級分布及其能量的關系。（重點）
PART
02
PART
02
了解原子核外電子排布的構造原理，能寫出1~36號元素基態原子的電子排布式（重難點）。
導3min
學7min+助8min
1.閱讀教材對能層定義、能層的符號、排列順序、能層與電子層、電子能量的關系？(自主)
2.理解能級的概念，完成課本P7的思考與討論(合作＋展示)
3.閱讀課本理解基態原子、激發態原子的定義，兩者的關系？電子躍遷是物理變化還是化學變化？(合作＋展示)
4.閱讀課本第8頁圖1-5，理解何為構造原理？每一橫行，每一個小圓圈代表什么？電子填充順序是怎樣的？為何要按這個順序填充（能級能量角度考慮）？試比較2S與4S；4S與 3d能級的能量大小。(自主)
5.閱讀課本第9頁理解基態原子電子排布式如何按照構造原理書寫？嘗試書寫Cl，O，Al，26Fe，Cu基態原子電子排布式。(合作＋展示)
6.按構造原理寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡的基態原子的最外層電子排布； 除氦外它們的通式是什么？Cl，O，Al，26Fe，Cu基態原子電子排布式能否進行簡化？(合作＋展示)
7.嘗試根據26Fe基態原子電子排布式寫出鐵原子結構示意圖。(合作＋展示)
核外電子按能量不同分成能層。（K、L、M、N、O、P、Q等）
1.電子的能層由內向外排序，其序號、符號以及能容納的最多電子數
能層 一 二 三 四 五 六 七 n
符號 K L M N O P Q -----
最多電子數 2 8 18 32 50 72 98
2n2
2.數量規律: ①每一層最多容納的電子數：2n2個。
②最外層電子數不超過8個（K層為最外層時不超過2個）。
③次外層電子數不超過18個，倒數第三層不超過32個。
一. 能層
展10min+評12min
3.能量規律:
①原子核外電子總是盡可能先排布在能量較低的能層上，然后由內向外依次排布在能量逐漸升高的能層。
②能層越高，電子的能量越高。
③能量的高低順序為E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
能層 一 二 三 四 五 六 七
符號 K L M N O P Q
最多電子數 2 8 18 32 50 72 98
(1) 多電子原子中，同一能層電子的能量可能不同，把能層分為不同的能級。（s、p、d、f 等）
(2)表示方法：分別用相應能層的序數和字母s、p、d、f 等表示。
二. 能級
能級符號前面用數字表示能層序數。
【例】：K層中只有1s能級，L層中有2s和2p能級
(3)能級的符號和所能容納的最多電子數
能層 一 二 三 四 五 K L M N O 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多 電子數 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
①任一能層的能級總是從s能級開始，能級符號的順序是ns、np、nd、nf......(n為能層序數)。
能級數=能層序數。即第一能層只有1個能級(1s)，第二能層有2個能級(2s和2p)，依次類推。
②以s、p、d、f.....排序的每個能級最多可容納的電子數依次為自然數1、3、5、7……的2倍。每一能層中最多容納的電子數為2n2(n代表能層序數)。
③不同能層中符號相同的能級所容納的最多電子數相同。如 3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數相同
思考：有沒有2d能級？？
相同能層
ns＜np＜nd＜nf
符號相同的能級
1s ＜ 2s ＜ 3s ＜ 4s
不同能級
不同能層
2px=2py=2pz
能層或能級的能量關系
能層或能級的結構關系
原子
吸
收
能
量
釋
放
能
量
處于最低能量狀態
處于較高能量狀態
1.基態原子
2.激發態原子
電子躍遷
光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式
三、基態與激發態 原子光譜
當基態原子的電子吸收一定能量后，電子被激發躍遷到較高能級，變成激發態原子
三、基態與激發態 原子光譜
基態
K
L
M
激發態
能量
不穩定
吸收能量
電子躍遷
能量
K
L
M
N
光
K
L
M
N
釋放能量
(1)電子躍遷的能量變化與可見現象
激發態原子不穩定,電子從能量較高的激發態躍遷到能量較低的激發態乃至基態時,將釋放能量。光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一。LED燈光、霓虹燈光、熒光、激光、焰火等可見光都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。
(2)金屬元素的焰色的成因
金屬原子中,核外電子按一定軌道順序排列,軌道離核越遠,能量越高。灼(燃)燒時,電子獲得能量,能量較低的電子發生躍遷,從基態變為激發態。隨即電子又從能量較高的激發態躍遷到能量較低的激發態乃至基態,便以光(輻射)的形式釋放能量,形成不同的焰色。
特別提醒：
①電子的躍遷是物理變化（未發生電子轉移），而原子得失電子時發生的是化學變化。
②一般在能量相近的能級間發生電子躍遷。如1s22s22p2 表示基態碳原子，1s22s12p3為激發態碳原子（電子數不變）。
③激發態原子不穩定，易釋放能量變為基態原子。
能量：1S12S1＞1S2 穩定性：1S12S1＜1S2
不同元素原子的電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的發射光譜或吸收光譜，總稱原子光譜。
發射光譜
吸收光譜
特征:暗背景，亮線， 線狀不連續
特征:亮背景，暗線，線狀不連續
2.原子光譜
在現代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。
He 氦
原子光譜的應用
引課視頻：能級交錯及構造原理
一、構造原理
1、概念：
以光譜學事實為基礎,從氫開始,隨核電荷數遞增,新增電子填入能級的順序稱為構造原理（是一個思維模型）。
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p…
2、構造原理順序：
一般規律為：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np
記憶方法一——構造原理示意圖：
每一行對應一個能層
每一小圈對應一個能級
羊肉串法
3、能級交錯：
從第3電子層開始出現此現象。
如：E4s源于光譜學事實
構造原理告訴我們，隨核電荷數遞增,電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層,如電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的,這種現象被稱為能級交錯。
——各能級的能量高低順序
[思考]
為什么K原子的原子結構示意圖不是 ,而是
K原子在排滿第二層后，先排布3s、3p能級，3d能級能量高于4s能級，故最后一個電子排入4s能級而不是3d能級,所以它的原子結構示意圖是 。
課堂練習：構造原理揭示的電子排布能級順序,實質是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量,以下各式中正確的是(　　)
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)E(4s)>E(4f)>E(3d)
B　
方法技巧 判斷能級能量高低的方法
(1)首先看能層,一般能層序數越大,能量越高。
(2)再看能級,同一能層中的各能級,能量由低到高的順序是ns(3)還要注意能級交錯現象,即高能層的s、p能級的能量可能會小于低能層的d、f能級,如4s<3d,6p<5f等。
二、電子排布式
按照構造原理，用核外電子分布的能級及各能級上的電子數來表示電子排布的式子。
1、概念：
2、表示方法：
寫出從氫到碳的基態原子電子排布式:
Na：1s2 2s22p6 3s1
K
L
M
K
L
M
Na的電子排布式
Na的原子結構示意圖
能層序數
能級符號
該能級上排布的電子數
3、電子排布式的書寫——“三步法”書寫基態原子電子排布式
第一步：按照構造原理寫出電子填入能級的順序，

第二步：根據各能級容納的電子數填充電子。
第三步：去掉空能級，并按照能層順序排列即可得到電子排布式。
課堂練習3：寫出下列原子的電子排布式：
O：_______________　 Cl：_________________
S：_________________ Al：________________
P： _________________ Ar：_________________
1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p4
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p3
1s22s22p63s23p1
課堂練習4：寫出下列原子的電子排布式：
26Fe: _______________________
23V：_______________________
Br：___________________________
Zn：____________________________
1s22s22p63s23p64s23d6
1s22s22p63s23p63d64s2
特別提醒：
充入電子時按構造原理，而書寫時按能層次序！
1s22s22p63s23p63d34s2
1s22s22p63s23p63d104s24p5
1s22s22p63s23p63d104s2
要求：寫出1~36號元素基態原子的電子排布式。
記前36號元素核電荷數、名稱、元素符號。
從元素周期表中查出銅的外圍電子層排布。是否符合構造原理？寫出其電子排布式。
根據構造原理寫出Cu電子排布式
1s22s22p63s23p63d94s2
價電子排布
3d94s2
3d104s1
說明當p、d、f 能級處于全空、全充滿p6、d10、f14 或半充滿狀態p3、d5、f7 時，能量相對較低，原子結構較穩定。
Cu原子的電子排布式
1s22s22p63s23p63d104s1
Cr原子的電子排布式
1s22s22p63s23p63d54s1
（1）按構造原理寫出稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙、氡的基態原子的最外層電子排布； 除氦外它們的通式是什么？
He 1s2 Ne 2s22p6 Ar 3s23p6
Kr 4s 24p6 Xe 5s 25p6 Rn 6s 26p6
通式：ns2np6
【思考與交流】 課本P11
（3）為突出化合價與電子排布式的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層（簡稱價層）。例如，Fe的簡化電子排布式為[Ar]3d64s2,價層電子排布為3d64s2。元素周期表只給出價層電子排布。請從書中找出Na、Al、Cl、Mn、Br的價層電子排布。
Na：3s1
Al：3s2 3p1
Cl：3s2 3p5
Mn：3d5 4s2
Br：4s24p5
（2）簡化電子排布式：為避免電子排布式過于繁瑣，我們可以把內層電子達到稀有氣體結構的部分，以相應稀有氣體元素符號外加方括號表示。如鈉的電子排布式可簡化為[Ne]3s1。寫出8和26號元素的簡化電子排布式。
Na：1s22s22p63s1
[Ne]3s1
簡化為
表示鈉的內層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同
O：1s22s22p4
簡化為
[He]2s22p4
Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
[Ar]3d64s2
簡化為
1s22s22p63s23p63d104s24p5　
35Br：
[Ar]3d104s24p5
課堂練習5：下列化學用語的應用錯誤的是( @45@ )。
A. 的電子式:
B. 的結構示意圖:
C.基態 的電子排布式:
D.基態 的簡化電子排布式:
A
2、價層電子排布式
①價電子層的定義：為突出化合價與電子排布的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層(簡稱價層)。也叫外圍電子層排布。
②價電子的表示：
對于主族元素和零族元素來說，價電子就是最外層電子
例如：Cl的價層電子排布式為3s23p5
對于副族和第VIII族元素來說，價電子除最外層電子外，還可能包括次外層電子
例如：Mn的價層電子排布式為3d54s2
Li 1s22s1 [He] 2s1
O 1s22s22p4 [He] 2s22p4
F 1s22s22p5 [He] 2s22p5
Si 1s22s22p63s23p2 [Ne] 3s23p2
P 1s22s22p63s23p3 [Ne] 3s23p3
K 1s22s22p63s23p64s1 [Ar] 4s1
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 [Ar] 3d54s1
Zn 1s22s22p63s23p63d104s2 [Ar] 3d104s2
2s1
2s22p4
2s22p5
3s23p2
3s23p3
4s1
3d54s1
3d104s2
電子排布式
簡化電子排布式
價層電子排布式
元素符號
3、離子的電子排布式的書寫：
(1)判斷該原子變成離子時會得到電子或失去電子數。
(2)原子失去電子時，總是先失去最外層電子。一般來說，主族元素只失去最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能會進一步失去內層電子。
(3)原子得到電子形成陰離子時，得到的電子填充在最外層的能級上。
(4)離子最外層電子可能超過8個
如：Cl－ 電子排布式為1s22s22p63s23p6
Zn2+電子排布式為1s22s22p63s23p63d10
Fe 電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5
課堂練習6：請寫出S2-、 29Cu2+ 、Fe2+、Fe3+離子的電子排布式？
S2- ：1s22s22p63s23p6
Cu2+ ：1s22s22p63s23p63d9
Fe2+ ：1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ ：1s22s22p63s23p63d5
D
C
當基態原子的電子吸收一定能量后，電子被激發躍遷到較高能級，變成激發態原子
B項先不用考慮， 講下節內容會提到
【例題1】 已知n為能層序數,下列有關認識正確的是(　　)
A.各能層含有的電子數為2n2
B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束
C.各能層含有的能級數為n-1
D.各能級最多容納的電子數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7的2倍
答案:D
解析:各能層最多含有的電子數為2n2，A項錯誤；各能層的能級都是從s能級開始，每個能層上的能級數與能層序數相等，并不是所有能層的能級都是從s能級開始到f能級結束,如第1、2、3能層，B項錯誤；各能層含有的能級數與其能層序數相等，C項錯誤；各能級最多容納的電子數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7的2倍，D項正確。
典例分析
測5’
能層(n) 一 二 三 四 五 六 七 …
符號 K L M N O P Q …
能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … …
最多容納電子數 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … …
2 8 18 32 50 … … 每一能層最多可容納的電子數是2n2
離核遠近 由近到遠 不同能層能量 逐漸增大 同一能層各能級的能量 逐漸增大
【課堂小結】
小結:能層、能級與最多容納的電子數、能量之間的相互關系
能級
基態與激發態
原子光譜
構 造原理
【課堂小結】
小結:能層、能級與最多容納的電子數、能量之間的相互關系
課堂小結
1、下列有關構造原理的說法錯誤的是( @43@ )。
A.原子核外電子填充 、 、 能級的順序為
B.某基態原子價層電子的排布式為
C.所有基態原子的核外電子排布都遵循構造原理
D.構造原理中的電子排布能級順序,實質是各能級能量由低到高的順序
C
C
A
A
C
測5min
作業：
必做：課本P17 1-4、7、8題，
高考調研小本1-14
選做：高考調研小本15、16

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