能层与能级构造原理与电子排布

高二化学人教版（2019）选择性必修2课前导学1.1.2能层与能级构造原理与电子排布式一、电子云与原子轨道1．电子云由于核外电子的看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。

2．电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的有一个形象化的简便描述。

把电子在原子核外空间出现概率P＝的空间圈出来，即电子云轮廓图。

3．原子轨道(1)定义：电子在原子核外的称为一个原子轨道。

(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。

②除s电子云外，其他电子云轮廓图都不是球形的。

例如，p电子云轮廓图是呈状的。

(3)各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。

能层序数n 越大，原子轨道的半径越大。

如：同一原子的s电子的电子云轮廓图(2)s能级只有1个原子轨道。

p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以p x、p y、p z表示。

在同一能层中p x、p y、p z的能量相同。

答案：概率密度分布空间运动状态90% 一个空间运动状态大哑铃 1 3 5 7二、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1．电子自旋与泡利原理(1)自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性，电子自旋在空间有和两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。

(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳个电子，它们的自旋。

2．电子排布的轨道表示式(1)在轨道表示式中，用方框(或圆圈)表示，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连，箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)。

(2)表示方法：以铝原子为例，轨道表示式中各符号、数字的意义为微点拨：通常应在方框下方或上方标记能级符号，有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。

3．洪特规则(1)内容：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋。

第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理与电子排布式目标与素养：1.了解原子核外电子的能层分布，能级分布及其与能量的关系。

(微观探析)2.了解原子结构的构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。

(宏观辨识与模型认知)3.熟练掌握1～36号元素基态原子的核外电子排布式。

(微观探析与科学探究)一、原子的诞生 1．原子的诞生2．宇宙的组成元素及其含量宇宙⎩⎨⎧⎭⎬⎫氢H ：约为宇宙原子总数的88.6%氦He ：约为氢原子数的18二者合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上 其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1% 3．地球的组成元素地球上的元素⎩⎨⎧非金属元素包括稀有气体：仅22种金属元素：绝大多数二、能层与能级 1．能层2．能级(1)根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。

(2)能级用相应能层的序数和字母s 、p 、d 、f ……组合在一起来表示，如n 能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s 、n p 、n d 、n f 等。

(3)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有能级3s 、3p 、3d 。

(4)s 、p 、d 、f 能级可容纳的电子数依次为1、3、5、7的二倍。

3．能层、能级中所容纳的电子数 能层 (n )一二 三 四 五 六 七 …… 符号 K L M N OPQ……能级 1s 2s2p3s 3p 3d 4s 4p4d 4f 5s …… …… …… ……最多 电子 数2 2 6 26 1026 10142 ……...... ...... (2)81832………… ……2n 2(1)原子结构示意图中有几个能层和能级？[答案]3,4。

(2)能级n s能量一定大于(n－1)d的能量吗？[答案]不一定。

三、构造原理与电子排布式1．构造原理(1)含义在多电子原子中，电子在能级上的排列顺序是：电子先排在能量较低的能级上，然后依次排在能量较高的能级上。

(2)构造原理示意图微点拨：①不同能层同能级符号的能量，能层越高，能量越高。

第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时能层与能级基态与激发态原子光谱构造原理与电子排布式课程学习目标·学科核心素养1.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。

认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理。

2.知道电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。

3.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。

微点注解——名师引领·新知学习1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。

1925年以后，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。

1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。

一．能层与能级1．能层(1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。

(2)序号及符号能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。

(3)能量关系能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。

2．能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，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s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为n s、n p、n d、n f等。

3．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K L M N O P Q ……能级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ……………………2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 ……………………最多电子数2 8 18 32 ………………2n2由上表可知：(1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。

原子核外电子排布原理1・能层、能级与原子轨道(1)能层(n)在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。

通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。

⑵能级同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f 等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即:E(s)<E(p)<E(d) <E(f) o(3)原子轨道电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。

这种电子云轮廓图称为原子轨道。

特别提醒第一能层(K),只有s能级；第二能层(L),有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px> py、pz,它们具有相同的能量；第三能层(M),有s、p、d三种能级。

2.基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道, 使整个原子的能量处于最低状态。

如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:注意所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。

(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

如2s轨道上的电子排布为不能表示为(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。

女口2p3的电子排布为不能表示为或洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(P\ (T、严)、半满(p\ d\ f7)和全空(p\ d°>f°)状态时，体系的能量最24Cr的电子排布式为讨2$劭％23罔芒4$】或3•基态、激发态及光谱示意图1 "吸收光谱一回'吸收能城释放能虽激发态原子(1)P能级的能量一定比S能级的能量高(X)(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(X)(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(X )(4)2p x> 2p y> 2pz 的能量相等(V )⑸铁元素基态原子的电子排布式为s2s勺珞麥：歸4s3d(6)Cr的基态原子的简化电子排布越】3d44s2(X)(7)基态原子电子能量的高低顺E(ls)<E(2s)<E(2p x)<E(2p y)<E(2p z) (X) 序为(8)电子排布式(22Ti) Is 22s22p63s23p10违反了能量最低原则(X)(9)磷元素基态原子的电子排布图为(X)写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。