2019-2020学年高中化学 第一章 第一节 原子结构 第1课时 原子的诞生、能层与能级、构造原理

第一章第一节原子结构1.宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构与核外电子的排布，理解能层与能级的关系，理解核外电子的排布规律。2.证据推理与模型认知：结合构造原理形成核外电子排布式书写的思维模型，并能根据思维模型熟练书写1～36号元素的电子排布式。3.科学态度与社会责任：通过对原子模型演变过程的学习，使学生了解假说、模型等科学研究方法和过程，培养他们的科学态度和社会责任感。核心素养发展目标达标检测检测评价达标过关新知导学启迪思维探究规律内容索引NEIRONGSUOYIN新知导学XINZHIDAOXUE01一、开天辟地——原子的诞生答案1.原子的诞生(1)原子的诞生氢氦锂答案(2)人类对原子结构认识的演变道尔顿汤姆生玻尔卢瑟福2.宇宙中的元素(1)宇宙的组成元素及含量宇宙氢约为宇宙原子总数的______氦约为氢原子数的___其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1%二者约占宇宙原子总数的99.7%以上88.6%18(2)地球的组成元素地球上的元素绝大多数是元素非金属元素(包括稀有气体)仅种金属22答案例1(2019·天津高二检测)下列说法中，不符合现代大爆炸宇宙学理论的是A.我们所在的宇宙生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子√解析现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸，A正确；宇宙大爆炸后，氢、氦等发生原子核的融合反应，分期分批地合成其他元素，至今，所有恒星仍在合成元素，但所有这些元素都是已知的，B错误，C正确；大爆炸后约2小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂，氢是宇宙中最丰富的元素，约占宇宙原子总数的88.6%，D正确。答案解析二、能层与能级1.能层(1)含义：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(电子层)。(2)符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七……分别用___________________……表示。(3)能量关系：由K能层→Q能层，能量逐渐。答案能量差异K、L、M、N、O、P、Q增大2.能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的也可能不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、、、nf等。答案能量s、p、d、fnpnd3.能层、能级与最多容纳的电子数能层(n)一二三四五六七……符号KLMNOPQ……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多电子数22626102610142……………………281832………………2n2由上表可知：(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)。答案等于313572n2归纳总结能层中各能级的能量关系(1)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层序数的递增而增大。(2)在相同能层各能级能量由低到高的顺序是nsnpndnf。(3)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：1s2s3s4s……例2(2018·邢台市月考)下列能级符号表示错误的是A.2pB.3fC.4sD.5d解析每一能层的能级数与能层序数相等，且具有的能级依次为s、p、d、f……，M能层只有3s、3p、3d能级，没有3f能级。√答案解析例3下列有关认识正确的是A.各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n－1D.各能层含有的电子数为2n2解析各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，它只有一个s能级，当n＝2时，含有两个能级分别为s、p能级，所以B、C都不正确；D选项中每个能层最多能容纳2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。√答案解析三、构造原理与电子排布式1.构造原理(1)含义随着原子的递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、、4p、5s、、5p、6s、、、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理。答案核电荷数3d4d4f5d(2)示意图答案能层能级2.电子排布式(1)概念：将上所排布的电子数标注在该能级符号，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。(2)表示方法答案能级右上角答案(3)写出下列原子或离子的电子排布式：①8O：；②19K：；可简写为；③17Cl：；可简写为；④16S2－：。1s22s22p41s22s22p63s23p64s1[Ar]4s11s22s22p63s23p5[Ne]3s23p51s22s22p63s23p6相关视频归纳总结(1)构造原理①构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺序。②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。③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4s＜3d、6s＜4f＜5d，一般规律为ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。(2)简单原子的电子排布式①按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。②为了避免电子排布式过于烦琐，我们可以把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，其中第一、二能层与Ne(1s22s22p6)的核外电子排布结构相同，所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。(3)复杂电子的电子排布式先按能量最低原理从低到高排列→26Fe：1s22s22p63s23p64s23d6↓将同一能层的按s、p、d……顺序排在一起→26Fe：1s22s22p63s23p63d64s2解析根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……，A项和D项正确顺序为E(4f)E(5s)E(3d)E(4s)；对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高，所以C项错误。例4构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是A.E(5s)E(4f)E(4s)E(3d)B.E(3d)E(4s)E(3p)E(3s)C.E(4s)E(3s)E(2s)E(1s)D.E(5s)E(4s)E(4f)E(3d)√答案解析例5(2018·上海期中)下列各离子或原子的电子排布式错误的是A.Ca2＋：1s22s22p63s23p6B.O2－：1s22s22p4C.K：1s22s22p63s23p64s1D.Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5解析已知O原子的电子排布式为1s22s22p4，故O2－的电子排布式为1s22s22p6，B项错误。√答案解析书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能量由低到高可记为ns(n－2)f(n－1)dnp，最后要把同一能层的不同能级移到一起。方法技巧返回学习小结达标检测DABIAOJIANCE021.正误判断(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()答案123456√×××√√×√2.在物质结构研究的历史上，首先提出原子内有原子核的科学家是解析汤姆生最早提出了电子学说，道尔顿最早提出了原子学说，卢瑟福最早提出了原子核式结构模型，即原子内有原子核，玻尔最早提出了原子的行星模型。答案解析123456√3.(2018·甘肃平凉灵台校级月考)下列能级符号正确的是A.6sB.2dC.1dD.3f解析能级数等于该能层序数：第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s、2p)，第三能层有3个能级(3s、3p、3d)，依次类推。√答案解析1234564.(2019·济南高二月考)符号为M的能层所含的能级有A.2种B.3种C.8种D.18种解析M能层包含的能级为3s、3p、3d，共3种。√答案解析1234565.比较下列原子轨道的能量高低。(1)2s________3s；(2)2s________3d；(3)3p________3s；(4)4f________5f。解析根据构造原理，各能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、7p……。答案解析1234566.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)29Cu____________________。(6)11Na____________。解析根据原子核外电子的排布规律和构造原理书写原子的电子排布式，应注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。返回答案解析1234561s22s22p63s23p41s22s22p61s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s1