选修三第一章第1节原子结构第三课时
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第一节原子结构
第3课时
【学习目标】
1. 了解电子云和原子轨道的含义。
2. 知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
【学习过程】
【课前预习】
1. 电子云： ____________________________________________ 。电子云是核外电子运动状态的形
象化描述。
2. 原子轨道：_________________________________________ 。s电子的原子轨道都是___________ 形的，p电子的原子轨道都是___________ 形的，每个p能级有3个原子轨道，他们相互垂直，分别以
表示。
3. 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先
单独占据一个轨道，而且自旋
方向相同，这个规则被称为 _____________________ 。
【知识梳理】
【练习】理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下：
(1)根据 __________ 的不同，原子核外电子可以分成不同的能层，每个能层上所能排布的最多
电子数为—，除K层外，其他能层作最外层时，最多只能有_电子。
(2)从上表中可以发现许多的规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级
数与_________________ 相等。请再写出一个规律 _______________________________________________ 。
五、电子云和原子轨道：
(1)电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。
电子云：
S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
P的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P x、P y、F Z
为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
（2）泡利原理和洪特规则
量子力学告诉我们：ns能级各有一个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道.而每个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，
用方向相反的箭头“fj”来表示。
_________________________________________________ =__________________ 这个原理称为泡利原
理。______________________________________________________________________ 这个规则是
洪特规则。
【练习】写出5、6、7、8、9号元素核外电子排布轨道式。并记住各主族元素最外层电子排布轨道式的特点：（成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道。
【思考】下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布，请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。
【思考】写出24号、29号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？
洪特规则的特例：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。
【典题解悟】
例1.下列有关电子云的叙述中，正确的是（）。
A. 电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率
B. 电子云直观地表示了核外电子的数目
C. 1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D. 电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
解析：为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现几率的大小：点密集的地方，
表示电子出现的几率大；点稀疏的地方，表示电子出现的几率小，这就是
电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率（几率）不的几率很小。
答案：A
例2.在1s、2p x、2p y、2p z轨道中，具有球对称性的是（）
A. 1s
B.2p x
C.2p y
D.2p z
解析’"轨道和即轨道的圈镰分别为
由團像可看出虽球就杞味的次“原子轨道.
【当堂检测】
2.下列各原子或离子的电子排布式错误的是
2+ 2小2小6只2只6
Ca 1s 2s 2p 3s 3p 为零，只是出现
A.
1.某元素的原子3d能级上有1个电子,
B. 2
C.
它的N能层上电子数是
D. 8
A. 2" 2" 6
B. O 1s 2s 2p
C. 2 2 6 2 3
P: 1s 2s 2p 3s 3p 6 10
A.
3.主族元素A和
别为
ns2np2禾口ns2np4
A. 29
2 5
D. Br: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p
B可形成组成为AB的离子化合物，则 A.B两原子的最外层电子排布分
1 2 4
B. ns 和ns np
C. ns2和ns2
! 5
np D. ns1和ns2
4.某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的原子序数为
B. 30
C. 31
D. 32
5.
某元素原子的核电荷数是电子层数的 5倍，其质子数是
最外层电子数的
3倍，该元素
原子的最外层电子排布是
（）
2p 3
B. 2s 22p 5
C. 3s 23p 3
D. 3s 23p 5
6.
有关核「外电子运动规律的描述错误的是（ ）
A. 核外电子质量很小，在原子核外作高速运动
B. 核外电子的运动规律与普通物体不同，不能用牛顿运动定律来解释
C. 在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动
D. 在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内电子出
现的机会多
7.
基态碳原子的最外能层的各能级中 ，电子排布的方式正确的是（
□ fW~l
同便匸口 BS 11LLU
2s
2s 2s 2p
A
B C
D
形，每个s 能级有 __________ 个原子轨道；p 电子的原子轨道呈 _______________ 形，每个
p 能级有 ________ 个原子轨道。
⑵s 电子原子轨道、p 电子原子轨道的半径与什么因素有关？是什么关 系？
2p 能级和3d 能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡
1
⑴
4 4 个
(2)
4
V
A
(3) A A
、
/
、
/
⑷
(5)
⑹
违反泡利不相容原理的有 ?
违反洪特规则的有
。
利不相容原理，哪些违反了洪特规则。
A. 2s 2 8. F 面是s 能级p 能级的原子轨道图，试回答问题:
9.以下列出的是一些原子的
2p
⑴
s 电子的 原子
轨道 呈
第一章第1节原子结构模型 班级姓名学号命题：刘刚审题：刘金娥2018.10.8 【学习目标】 1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态； 2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出 光子，并了解其应用。 3．了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原 子核外电子的排布规律。 4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型 方法在探索原子结构中的应用。 5知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。 【知识回顾】（必修2） 1.原子序数：含义： （1）原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝＝＝＝。（3） 原子组成的表示方法 a. 原子符号：A z X A z b. 原子结构示意图： c.电子式： d.符号表示的意义： A B C D E （4）特殊结构微粒汇总： 无电子微粒无中子微粒 2e-微粒8e-微粒 10e-微粒 18e-微粒 2.元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右 排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有
上到下排成纵行，叫族。 （2）结构： 各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 2 2 第二周期 8 10 第三周期 8 18 第四周期 18 36 第五周期 18 54 第六周期 32 86 不完全周期 第七周期 26 118 ②族 族序数 罗马数字 用表示；主族用 A 表示；副族用 B 表示。 主族 7个 副族 7 个 第VIII 族是第8、9、10纵行 零族是第 18 纵行 阿拉伯数字：1 2 3 4 5 6 7 8 罗马数字： I II III IV V VI VII VIII （3）元素周期表与原子结构的关系： ①周期序数＝ 电子层数 ②主族序数＝ 原子最外层电子数＝元素最高正化合价数 (4)元素族的别称：①第ⅠA 族：碱金属 第ⅠIA 族：碱土金属②第ⅦA 族：卤族元素 ③第0族：稀有气体元素 3、 有关概念： （1） 质量数： （2） 质量数（ ）＝ （ ）＋ （ ） （3） 元素：具有相同 的 原子的总称。 （4） 核素：具有一定数目的 和一定数目 的 原子。 （5） 同位素： 相同而 不同的同一元素的 原子，互称同位素。
教案 课题：第一节原子结构（2）授课班级 课时第二课时 教学目的 知识 与 技能 1、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 2、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 3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基态和激发态的涵义 5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 过程 与 方法 复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感 态度 价值观 充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学 的兴趣。 重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式 知识结构与板书设计三、构造原理 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错” 3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。 5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱 1、基态—处于最低能量的原子。
选修3 物质结构与性质 第一节 原子结构与性质 基础知识整合] 1．能层、能级和原子轨道 (1)轨道形状??? s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形 (2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。 (3)能量关系??????? ①相同能层上原子轨道能量的高低：n s (1)能量最低原理：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。 构造原理：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。 构造原理示意图： (2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 (3)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单独占据一个轨道，且自旋状态相同。 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 4．电子的跃迁与原子光谱 (1)电子的跃迁 ①基态―→激发态： 当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。 ②激发态―→基态： 激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。 课题2 原子的结构 （第二课时） 教学目标 知识与技能 知道原子核外电子是分层排布的，引导学生认识原子最外层电子数与元素性质的关系。过程与方法 学会运用实验、观察、识图等方法获取信息，学会运用想象、类比、分析、归纳等方法处理加工信息。 情感、态度、价值观 体验探究活动的乐趣；初步建立“世界是物质的，物质是可分的”的辩证唯物主义认识观。 教学重点 2．核外电子的分层排布。 教学难点 核外电子排布的规律（分层、结构示意图，不同元素的规律） 教学方法 示范讲解 教具 课件 教学过程 一、新课导入 上节课我们学习了原子的构成，知道了原子是由带正电荷的原子核和带负电的核外电子构成的；原子核又是由带正电荷的质子和不带电的中子构成的；由于原子核内所带的正电荷和核外电子数电荷电量相等，电性相反，我们又知道了整个原子不显电性。 接下来，我们来学习一下原子核外电子的排布。 探究新知 原子核外电子的排布规律 [板书]核外电子排布规律 【读图并计算】再次读图3-9并计算原子半径大约是原子核半径的多少倍？ 【抽生回答】原子核半径只有原子半径的万分之一至十万分之一。 【讲解】如果我们再进一步计算就会得出原子核的体积就仅占原子体积的几千亿分之一。假设一个原子有一座一百多层的摩天大厦那么大，那么原子核就相等于楼体中间的一个小小的门把。如果把原子比做一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁。可见原子核比整个原子小得多。所以，相对来说，原子里有一个很大的空间，电子就在这个空间里绕核以接近光速的速度作高速运动。 【视频】电子绕核以接近光速的速度作高速运动。 【过渡】那么，电子在核外的运动有什么特点？会不会碰着呢？是杂乱无章的，还是有规律的呢？是不是象行星绕太阳那样旋转呢？ [回答]原子核外电子的排布是有规律的。 【讲解】核外电子是分层排布的。核外电子的运动有自己的特点，它不象行星围绕 太阳旋转有固定的轨道，但却有经常出现的区域，科学家把这些区域称为电子层。 核外电子是在不同的电子层内运动的，人们把这种现象叫做核外电子的分层排布。 离核最近的叫第一层；离核稍远的叫第二层；依次类推，叫三、四、五、六、七层。 现在发现原子核外电子最少的有1层，最多的有7层。离核越近能量越低。最外层 电子最多不超过8个电子（只有1层的不超过2个电子）。 [讲解]展示PPT中的原子结构示意图，并进行分析讲解。 【过渡】原子结构示意图各部分表示什么意义？请看图3－11 【讲解】小圈及小圈内的数字表示原子核和核内质子数，弧线表示电子层，弧线上 的数字表示该电子层上的电子数。 [过渡]我们知道了原子核外电子是在一定的轨道中绕着原子核运动的，下面让我们来学习一下几种特殊元素的原子结构。看看他们的原子结构有什么特点。 [板书]稀有气体元素的原子结构 [提问]同学都知道哪些稀有气体元素呀？ [回答]氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn）。 [鼓励]很好，回答正确。 [过渡]通过PPT展示稀有气体元素的原子结构。 [提问]从刚刚我们看到的稀有气体元素的原子结构中，同学们发现了什么规律呢？同学们觉得稀有气体元素的原子结构有哪些特点？ [学生分组讨论]给学生十分钟时间分组讨论，并点名个别同学起来回答。 [讲解]稀有气体元素电子结构的特点是：最外层电子数8个（氦2个）达到稳定状态。 一、原子的诞生 1.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,玻尔最早提出了原子的行星模型。 答案:C 2.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( ) A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸 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 答案:B 3.据报道,月球上有大量3He存在。下列关于3He的说法正确的是( ) A.是4He的同分异构体 B.比4He多一个中子 C.是4He的同位素 D.比4He少一个质子 答案:C 二、能层与能级 1..M能层对应的电子层是( ) A.第一能层 B.第二能层 C.第三能层 D.第四能层 答案:C 2.下列各能层中不包含p能级的是( ) 答案:D 3.下列各电子能层中含有3p能级的是( ) 能层能层能层能层 答案:C 能层具有的能级数为( ) 解析:每一个能层所具有的能级数等于能层序数,N能层为第四能层,故能级数为4。 答案:B 5.下列各能层中不包含d能级的是( ) 能层能层能层能层答案:C 6.下列能级中,不属于M能层的是( ) 答案:B 7.在N能层中,最多能容纳的电子数为( ) 答案:D 9.下列能级中可容纳电子数最多的是( ) 答案:D 10.下列说法正确的是( ) A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量相等 C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层含有的能级数为n(n为能层序数) 答案:D 11.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( ) A.核外电子是分层运动的 B.所有电子在同一区域里运动 C.能量高的电子在离核近的区域运动 D.同一能层的电子能量相同 答案:A 12.画出Be、N、Ne、Na、Mg这些元素的基态原子结构示意图,并回答下列问题:( (1)只有K层与L层的元素有 (2)含有M层的有 (3)最外层电子数相同的有。 答案: (1)Be、N、Ne (2)Na、Mg (3)Be、Mg 三、构造原理和电子排布式 1.若以E(n l)表示某能级的能量,以下各式中正确的是( ) (3s)>E(2s)>E(1s) (3s)>E(3p)>E(3d) (4f)>E(4s)>E(3d) (5s)>E(4s)>E(4f) 答案:A 2.某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是( ) A.该元素原子中共有25个电子 B.该元素原子核外有4个能层 C.该元素原子最外层共有2个电子 D.该元素原子M电子层共有8个电子 答案:D 原子的结构示意图为。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )、6、4 、8、6 、8、6 ~20、3~8、1~6 、教学目标 （一）知识与技能: 1、了解原子核外电子的排布遵循能量最低规律。 2、了解原子的基态和激发态的涵义。 3、初步了解原子核外电子的跃迁及吸收和发射光谱。 4、了解电子云和原子轨道的涵义。了解泡利原理、洪特规则 （二）过程与方法: 通过对基态和激发态涵义的学习，认识物质结构的规律性。 （三）情感态度与价值观: 通过学习感悟科学家献身科学的精神。 二、教学重点：能量最低规律、基态和激发态、电子云和原子轨道。 三、教学难点：能量最低规律、基态和激发态、电子云和原子轨道。 教学过程： 一、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1、能量最低原理、基态与激发态 简称能量最低原理。 处于最低能量的原子叫做 第一节原子结构（第三课时）主备人：顾海东 当基态原子的电子当电子从较高能量的 时，将.能量后，电子会跃迁到 跃迁到 能 量。 ,变成原子。 原子的电子排布必须遵循使整个原子的能量处于状态, iT 结论：日常生活中，我们看到许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、烟火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 2、光谱 光（辐射）是电子_____________________ 的重要形式之一，不同元素的原子发生 ______________ 时会____________ 或____________ 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素电子的吸收光谱或发射 光谱，总称原子光谱。 许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的来鉴定元素，称为光谱分析。如： 锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱 二、电子云与原子轨道 1、电子云 电子云轮廓图的形成: 第一章原子结构与性质 一.原子结构 1、能级与能层 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈哑铃形 2、原子轨道 3、原子核外电子排布规律 （1）构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按下图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述. 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 （2）能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. （3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，p3的轨道式为，而不是。 洪特规则特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4、基态原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。 （2）电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二、原子结构与元素周期表 ↑↓↑ ↑↑↑ 物质结构与性质（鲁科版）知识点总结 第一章原子结构 第1节原子结构模型 一、原子结构认识的演变过程 1. 道尔顿原子模型(1803年):原子是组成物质的基本的粒子,它们是坚实的、不可再分的实心球。 2. 汤姆逊原子模型(1903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,中和了正电荷,从而形成了中性原子。 3. 卢瑟福原子模型(1911年):在原子的中心有一个带正电荷的原子核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转一样。 4. 玻尔原子模型(1913年):电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。 原子结构的量子力学模型(20世纪20年代中期):现代物质结构学说。 二、原子光谱和波尔的原子结构模型 1.基态、激发态与原子光谱 （1） （2）原子光谱形成原因：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同波长的光。（3）氢原子光谱是最简单的光谱。 2.玻尔的原子结构模型 （1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动,并且不辐射能量,所以原子是稳定的。 （2）只有电子在原子轨道间跃迁时才会辐射或吸收能量，并且以光的形式进行。 （3）在原子核外不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的。玻尔只引入一个量子数n,n越大，轨道的能量越高,n取1、2、3、4…的正整数，所以原子核外轨道的能量是量子化的，当电子在原子轨道间的跃迁所吸收或放出的能量是量子化的，是不连续的。 三、电子层、能级、原子轨道 【关键提醒】（1）一个原子轨道上最多容纳2个电子，且运动状态不同。 （2）任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数电子层数。 （3）每个电子层(n)中，原子轨道总数为n2个，核外电子的运动状态共有2n2种。 2.不同原子轨道能量大小关系 （1）相同电子层不同能级的原子轨道能量:ns 选修3第一章原子结构第1节原子结构模型测试题 2019.9 1,写出具有下列电子排布的原子或离子的元素符号： 1s22s22p63s23p6 2,已知某元素的原子序数排在氪元素的原子序数之前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的原子轨道内，电子恰好为半充满，则该元素的名称，位于第周期，第族。 3,在某一周期(其稀有气体原子的外层电子构型为4s24p6)中有A，B，C，D四种元素，已知它们的最外层电子数分别为1，2，2，7；A，C的次外层电子数为8，B的次外层电子数为14，D的次外层电子数为18，则：（1）写出A、B、C、D的元素符号：A ，B ，C ，D ，（2）画出B元素的原子结构示意图。 4,有6个电子处于n=3，l=2的能级上，推测该元素的原子序数，并根据洪特规则推测在d轨道上未成对的电子数有几个？ 5,下列说法中正确的是（） A．所有的电子在同一区域里运动 B．处于最低能量的原子叫基态原子 C．能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域 运动 D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多 6,道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子--分子学说的观点看，你认为不正确的是（） A．只有① B．只有② C．只有③ D．①②③ 7,下列能级中轨道数为3的是（） A．S能级 B．P能级 C．d能级 D．f能级 8,以下能级符号正确的是（） A．6s B．2d C．3f D．1p 9,下列哪个能层中包含d能级的是（） A．N B．M C．L D．K 10,同一原子的基态和激发态相比较 （） A．基态时的能量比激发态时高 B．基态时比较稳定 C．基态时的能量比激发态时低 D．激发态时比较稳定 测试题答案 第一节 原子结构（第二课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道） [学习目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。 知识梳理 一、能量最低原理、原子的基态与激发态、光谱 1.能量最低原理 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。 2.基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最低能量的原子。 (2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化 基态原子吸收能量 释放能量，主要形式为光 激发态原子。 3.光谱 (1)光谱的成因及分类 (2)光谱分析：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。 归纳总结：关于电子跃迁的注意事项 (1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 (2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 (3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 例1 下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是( ) ①Be ：1s 22s 12p 1 ②O ：1s 22s 22p 4 ③He ：1s 12s 1 ④Cl ：1s 22s 22p 63s 23p 5 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 【考点】原子的基态与激发态、光谱 【题点】原子的基态与激发态的判断与比较 答案 D 例2对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是() A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 答案 A 二、电子云与原子轨道 1.原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速(3.0×108 m·s－1)。 2.电子云 (1)电子云：是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 (2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是球形，p能级的电子云轮廓图是哑铃形。 3.原子轨道 (1)概念：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)形状 ①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 ②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 (3)各能级所含有原子轨道数目 第一节原子结构 第一课时 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的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，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、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 教学内容： 一、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 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。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律： 核外电子排布的一般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次 排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过个(K层为最外层时不能超过个电 子)。 (4)次外层电子数目不能超过个(K层为次外层时不能超过个)，倒 数第三层电子数目不能超过个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排个电子；当M层不是最外层时，最多可排个电子 练习: 1、画出下列原子的结构示意图：Be、N、Na、Ne、Mg 在这些元素的原子中，最外层电子数大于次外层电子数的有，最外层电子数与次外层电子数相等的有，最外层电子数与电子层数相等的有； L层电子数达到最多的有，K层与M层电子数相等的有。 2、A元素原子的M电子层比次外层少2个电子。B元素原子核外L层电子数比最外层多7个电子。（1）A元素的元素符号是，B元素的原子结构示意图为________________； （2）A、B两元素形成化合物的化学式及名称分别是__ _____ _。 二、能层与能级 能层：多电子原子的核外电子的________是不同的，按电子的______差异，可将核外电子分成不同的能层由内而外可以分为： 第一、二、三、四、五、六、七……能层 第一章《物质结构与性质》选修3教案 第一节原子结构：(第一课时) 一、教学目标 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的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，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、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 7、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 8、知道原子的基态和激发态的涵义 9、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 二、教学重点 根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式 核外电子的运动状态，电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则 三、教学难点 电子云与原子轨道 能量最低原理、基态、激发态、光谱 四、教学准备 学案准备、课件准备 五、学习方法：学案预习法、阅读法、归纳法、讨论法 六、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法 七、教学过程 第一课时：主内容——原子结构理论的演变 主要学习形式：1、课前由学生上网查找关于原子结构理论演变的相关资料并发送给老师。 2、上课主要采用教师讲授法，辅以课件完成学习任务。 主要教学内容： 一、原子结构理论衍变 宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢（88。6%），少量为氦（1/8），极少量为锂——融核形成其他元素。至今，宇宙年龄为140亿年，氢仍是最丰富元素。地球年龄为46亿年，地球上元素大 "四川省德阳五中高中化学第一章第一节原子结构（1）新人教版选 修3 " 5、识记常见元素（1～36号） 能力与方法 复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感与态度 充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程 重点 原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系 难点 能用符号表示原子核外的不同能级 知识结构与板书设计 教学过程 ［阅读引言］思考并讨论： 1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？ 2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。 ［识图］读第一章章图 [讲]人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型 1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。 2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子说；物质由原子组成，且原子为实心球体， 不能用物理方法分割；同种分子的质量和性质相同 3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性，原子是可以再分的 4、卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。 5、波尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动 6、原子结构的量子力学模型（电子云模型）：现代原子结构学说：现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。 [问]宇宙什么是时候诞生的？我们的地球从那里来？ [板书]第一节原子结构 一、开天辟地—原子的诞生 [投影]宇宙大爆炸图片： [讲]1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。 [问]有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？ [讲]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。 [强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。[板书]1、氢元素宇宙中最丰富的元素 2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。 [阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。 [复习] 必修中学习的原子核外电子排布规律： ［投影］核外电子排布的排布规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数 原子结构 【教学目标】 1．通过对原子结构模型演变历史的了解，认识假说、实验等科学方法在人类探索原子结构奥秘过程中的作用； 2．了解钠镁铝等活泼金属元素和氟氧等活泼非金属元素的原子的核外电子分层排列的情况，知道这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实； 3．通过氧化镁的形成、氯化钠的形成初步了解钠与氯、镁与氧气反应的本质。 【教学过程】 【第2课时】 ［引言］从上一节课我们所学的知识可以知道：原子核相对于原子很小，即在原子内部，原子核外，有一个偌大的空间供电子运动，那么，电子在核外的运动与宏观物体是否相同？我们又怎样来描述核外电子的运动呢？下面我们就来探讨这个问题。 原子结构 一、原子核外电子运动的特征 ［师］请大家观察以下物体运动的特点，并注意它们的运行轨迹是否确定。 ［电脑演示以下运动］ 1．物质的自由落体运动； 2．火车的运动； 3．炮弹的抛物线运动； 4．天体的运行； 5．氢原子的一个电子在核外闪烁运动。 ［讨论］核外电子的运动规律跟宏观物体的运动规律有什么不同？ ［生］1．宏观物体的运动有固定的方向，电子没有。 2．宏观物体的运动有确定的路线，电子没有。 ［讲述］正如大家所述，宏观物体的运动，如天体的运行、导弹的发射、车辆的行驶等，它们都有确定的轨道，我们可用宏观物体的运动规律准确地测出它们某一时刻所处的位置和运动速度，可以描画出它们的运动轨迹。 当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时，其运动规律跟普通物体不同。它们没有确定的轨道，因此，我们不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹。 那么，我们应该如何去描述核外电子的运动呢？让我们先来研究氢原子核外唯一的一个电子的运动特点。 ［电脑显示］氢原子核外一个电子的运动示意图（由慢到快） ［师］我们看到，当电子的运动速度加快时，在原子核周围有一团云雾，我们形象地称它为“电子云”——电子形成的云雾之意。 ［问］氢原子核外只有一个电子，它怎么能形成一团云雾呢？ ［启发］这是由于电子在核外的运动速度太快（2.2×106 m·s－1），使我们眼花缭乱的结果。 ［问］大家有没有在什么地方见过类似的现象？ ［引导学生进行联想］ 1．快速进退录像带时，与此情景有点相似。 2．武打影片里，形容剑舞得快时，舞剑人的周围常是一团剑影。 3．科幻动画片里，飞牒的运行及争斗场面。 4．风车快速旋转时的现象。 ［师］好，大家的联想很丰富。以上场面，都有一个共同的特点——快。电子的运动速度更快得多。因此，在核的周围形成带负电的电子云便好理解了。由于电子难以捕捉，又没有确定的轨道，我们在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。 ［投影展示］（在通常状况下氢原子电子云示意图） ［讲述］图中的每一个小黑点表示电子曾在那里出现过一次。黑点多的地方——也即电子云密度大的地方，表明电子在核外空间单位体积内出现机会多，反之，出现的机会少。从这张图中，我们可以看出，氢原子的核外电子在离核远的地方单位体积内出现的机会少，在离核近的地方单位体积内出现的机会多。 因此，原子核外电子运动的特征是： ［板书并讲述］运动速度快，没有确定的轨道，可用电子云形象地表示。 【问题探究】 A．电子云是笼罩在原子核外的云雾； B．小黑点多的区域表示电子多； C．小黑点疏的区域表示电子出现的机会少； D．电子云是用高速照相机拍摄的照片。 ［生］这是从不同角度考查对电子云的理解的。核外电子的运动规律可用电子云来描述，小黑点的疏密程度与电子出现机会多少相对应，C是正确的，而B是错误的。电子云是一种形象的描述形式，并非真有带负电的云雾包围着原子核，因此，不可能用高速照相机拍摄下来，因而A和D都错。 ［过渡］在氢原子的核外，只有一个电子，运动情况比较简单。对于多电子原子来讲，电子运动时是 原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 → 质子Z （带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 最外层电子数决定主族元素的 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决X) (A Z 三相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量， 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量 核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百 高中化学选修3第一章第一节原子结构(第1课时) 教学设计 东风高级中学杜先军 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的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，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、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 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 教学过程： 1、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 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。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律： 核外电子排布的尸般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次 排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳29’个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子 (4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒 数第三层电子数目不能超过32个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子 〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？ 2、能层与能级 由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：第一、二、三、四、五、六、七……能层 符号表示K、L、M、N、O、P、Q…… 能量由低到高 例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下： 能层一二三四五六七…… 符号K L M N O P Q…… 最多电子数 2 8 18 32 50…… 《原子结构第二课时》教案【复习提问】 1. 构成原子的粒子有哪些，它们之间有何关系？ 2. 为什么原子不显电性？ 3. 为什么说原子的质量主要集中原子核上？ 【引言】我们已经知道，原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子 体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢？ 【点评】通过对上节课内容的复习，过渡到新课的引入；由新的问题的提出，给出将要 学习的内容，创设一种探究学习的氛围。 【板书】二、核外电子排布 【讲述】电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征：(1)质量很小(9.109 x 10-31kg); ⑵带负电荷；(3)运动空间范围小(直径约10-10m) ; (4)运动速度快(接近光速)。因此， 电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同 --------- 它没有确定的轨道。 【质疑】我们如何去描述核外电子的运动呢? 【交流与研讨】根据课前搜集的有关资料：讨论电子在原子核外是怎样运动的? 【简介】原子结构模型的演变 【点评】通过原子模型的历史回顾，让学生体验假说、模型在科学研究中不可替代的作用；尝试运用假说、模型的科学研究方法。 【阅读与讨论】学生阅读课本第六页第三自然段，分小组讨论核外电子排布的有哪些 1.道尔顿原子结构模型: 2. 汤姆逊原子结构模型 3.卢瑟福原子有核模型 4. 玻尔原子结构模型 曲■ | | | ft 规律？ 并派代表回答。 【归纳并板书】 核外电子排布的规律 1. 电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布； 2. 每层最多容纳的电子数为 2n2（n代表电子层数）； 3. 电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再 4 ?最外层电子数则不超过8个（第一层为最外层时，电子数不超过2个）。 【讨论】电子与原子核距离远近、能量高低有何关系? 【板书】 电子层 电子层符号 离核距离 电子的能量 核电荷数兀素名称兀素符号各层电子数 K L M 1氢H1 最多能容纳的电子数8 18 32 2n2 【媒体显示并讲述】尝试运用上述规律，排出钠原子核外的电子，并用原子结构示意 图加以表示。人教版九年级上册第三单元课题2原子的结构(第二课时)教案
第一章第一节原子结构练习题(带答案)
原子结构第三课时
最新高中化学选修3 原子结构及习题
第一章原子结构 知识点总结
选修3第一章原子结构第1节原子结构模型
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