高中化學第一章第一節(jié)原子結構第1課時原子的誕生、能層與能級、構造原理教案新人教版選修3

1、12第1課時 原子的誕生、能層與能級、構造原理核心素養(yǎng)發(fā)展目標1.宏觀辨識與微觀探析：通過認識原子結構與核外電子的排布，理解能層與能級的關系，理解核外電子的排布規(guī)律。2.證據(jù)推理與模型認知：結合構造原理形成核外電子排布式書寫的思維模型，并能根據(jù)思維模型熟練書寫136號元素的電子排布式。3.科學態(tài)度與社會責任：通過對原子模型演變過程的學習，使學生了解假說、模型等科 學研究方法和過程，培養(yǎng)他們的科學態(tài)度和社會責任感。肩迪里維探究匈律|新知導學、開天辟地一一原子的誕生1 .原子的誕生(1)原子的誕生大中的氫旭陽五一少盤的就母卬I極少量的理(2)人類對原子結構認識的演變2 .宇宙中的元素 (1)宇宙的

2、組成元素及含量量的為宇雷原聲總數(shù)的典圖二者約占宇宙原子重妁為抽原子數(shù)的總數(shù)的99, 7%以上其他加，種天然冗京購崢子總數(shù)知好來不足1%(2)地球的組成元素絕大多數(shù)是金屬元素地球上的元素非金屬元素包括稀有氣體僅絲種1(2019 天津高二檢測)下列說法中，不符合現(xiàn)代大爆炸宇宙學理論的是()A.我們所在的宇宙生于一次大爆炸B.恒星正在不斷地合成自然界中沒有的新元素C.氫、氨等輕核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中，最多的是氫元素的原子【考點】原子的誕生【題點】宇宙中的元素答案 B解析 現(xiàn)代大爆炸宇宙學理論認為，我們所在的宇宙誕生于一次大爆炸，A正確；宇宙大爆炸后，氫、氨等發(fā)生原子核的融合反

3、應，分期分批地合成其他元素，至今，所有恒星仍在合成元素，但所有這些元素都是已知的，B錯誤，C正確；大爆炸后約2小時，誕生了大量的氫、少量的氨以及極少量的鋰，氫是宇宙中最豐富的元素，約占宇宙原子總數(shù)的88.6%, D正確。二、能層與能級1 .能層(1)含義：根據(jù)多電子原子的核外電子的能量差異，將核外電子分成不同的能層(電子層)。(2)符號：能層序數(shù)一、二、三、四、五、六、七分別用K、L、M能Q P、Q表示。(3)能量關系：由K能層一Q能層，能量逐漸增大。2 .能級(1)含義：根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的能量也包或不同，將它們分為不同能級。(2)表示方法：分別用相應能層的序數(shù)和字母s、p、d、

4、f等表示，如n能層的能級按能量由低到高的排列順序為 ns、np> nd> nf等。3 .能層、能級與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七 符號KLMNOPQ 能級1s2 s2p3s3p3d4s4p4d4f5s 最多電子數(shù)22626102610142 281832 2n2由上表可知：(1)能層序數(shù)等于該能層所包含的能級數(shù),如第三能層有3個能級。(2)s、p、d、f各能級可容納的電子數(shù)分別為1、3 5、7的2倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2(n為能層的序數(shù))。歸納總結能層中各能級的能量關系(1)不同能層之間，符號相同的能級的能量隨著能層序數(shù)的遞增而增大。（

5、2）在相同能層各能級能量由低到高的順序是ns<np<nd<nf。（3）不同能層中同一能級，能層序數(shù)越大，能量越高。例如：1s<2s<3s<4s砂2】（2018 邢臺市月考）下列能級符號表示錯誤的是 （）A. 2PB. 3fC. 4sD. 5d【考點】 能層與能級【題點】 能層、能級的表示方法答案 B解析 每一能層的能級數(shù)與能層序數(shù)相等，且具有的能級依次為s、p、d、f，M能層只有3s、3p、3d能級，沒有3f能級。3下列有關認識正確的是（）A.各能層的能級數(shù)按 K、L、M N分別為1、2、3、4B.各能層的能級都是從 s能級開始至f能級結束C.各能層含有白能

6、級數(shù)為 n-1D.各能層含有白電子數(shù)為 2n2【考點】 能層與能級【題點】能層與能級的綜合答案 A解析 各能層中的能級數(shù)等于其所處的能層數(shù)，即當n=1時，它只有一個s能級，當n=2時，含有兩個能級分別為 s、p能級，所以B、C都不正確；D選項中每個能層最多能容納 2n2 個電子，但不是一定含有 2n2個電子。三、構造原理與電子排布式1 .構造原理含義隨著原子核電荷數(shù)的遞增,絕大多數(shù)元素的原子核外電子將遵循以下順序填充到各能級中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d> 5p、6s、4f > 5d> 6p、7s這個排列順序被稱為構造原理。原個小用止示一個邀(

7、2)示意圖能鵬昌能線上填把 的電子數(shù)2 .電子排布式(1)概念：將能級上所排布的電子數(shù)標注在該能級符號右上角, 并按照能層從左到右的順序排 列的式子。(2)表示方法(3)寫出下列原子或離子的電子排布式：CD 80): 1s22s22p4; 19K: 1s22s22p63s23p64s1;可簡寫為Ar4s 17CI: 1s22s22p63s 23p5;可簡寫為Ne3s 23p5; 16S2 : 1s22s22p63s23p6。歸納總結-(1)構造原理構造原理是絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布順序。電子按照構造原理排布，會使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，原子相對較穩(wěn)定。從構造原理圖可以看出，從第三能層

8、開始，不同能層的能級出現(xiàn)“能級交錯”現(xiàn)象。能級交錯指電子層數(shù)較大的某些能級的能量反而低于電子層數(shù)較小的某些能級的能量的現(xiàn)象，如 4sv3d、6sv4fv5d, 一般規(guī)律為 nsv(n 2)f v(n 1)d vnp。(2)簡單原子的電子排布式按照構造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中。為了避免電子排布式過于煩瑣，我們可以把內(nèi)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來表示。如Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1,其中第能層與Ne(1s 22s22p6)的核外電子排布結構相同，所以其電子排布式可簡化為Ne3s 1c(3)復雜電子的電子排布式先按能量最低原理從低

9、到高排列 26Fe： 1s22s22p63s23p64s2 3d6將同一能層的按 s、p、d順序排在一起26Fe: 1s22s22p63s23p63d64S2【例4】構造原理揭示的電子排布能級順序，實質(zhì)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.日5s)> E(4f)> 曰4s)> 日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)【考點】構造原理和核外電子排布式

10、【題點】構造原理及其應用答案 B解析 根據(jù)構造原理，各能級能量由低到高的順序為 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s , A項和D項正確順序為曰4f)> E(5s)> E(3d)>日4s);對于不同能層的相同能級，能層序數(shù)越大， 能量越高，所以 C項錯誤。山5(2018 上海期中)下列各離子或原子的電子排布式錯誤的是()A. Ca2+: 1s22s22p63s23p6B. O2 : 1s22s22p4C. K: 1s22s22p63s23p64s1D. Fe3+： 1s22s22p63s23p63d5【考點】構造原理和核外電子排布式【題點】核外電子排布式的書寫

11、與判斷答案 B解析 已知O原子的電子排布式為1s22s22p4,故OT的電子排布式為1s22s22p6, B項錯誤。方法技巧書寫電子排布式的關鍵是熟悉構造原理，各能級能量由低到高可記為ns<(n-2)f<( n-1)d<np,最后要把同一能層的不同能級移到一起。電學習小結I達標檢測 檢測評價達標過關1.正誤判斷（1）能層就是電子層（ V ）（2）不同能層，s能級能量相同（X ）（3）s能級的能量一定比p能級的低（x ）（4）高能層的所有能級能量都比低能層能級能量高（X ）（5）各能層的能級數(shù)等于其所處能層序數(shù)（V ）（6）任一能層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2（ V ）（7）

12、3p 3表示3P能級只能填充3個電子（X ）（8）各能級最多可容納的電子數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7的2倍（ V ）【題點】原子模型的演變答案 C解析 湯姆生最早提出了電子學說，道爾頓最早提出了原子學說，盧瑟福最早提出了原子核式結構模型，即原子內(nèi)有原子核，玻爾最早提出了原子的行星模型。3. （2018 甘肅平?jīng)鲮`臺校級月考 ）下列能級符號正確的是（）A. 6sB. 2dC. 1dD. 3f【考點】能層與能級【題點】能層、能級的表示方法答案 A解析 能級數(shù)等于該能層序數(shù)：第一能層只有1個能級（1s）,第二能層有2個能級（2s、2p）,第三能層有3個能級（3s、3p、3d）,依次類

13、推。4. (2019 濟南高二月考)符號為M的能層所含的能級有()A. 2種B. 3種C. 8 種D. 18 種【考點】能層與能級【題點】能層與能級的關系答案 B解析 M能層包含的能級為 3s、3p、3d,共3種。5 .比較下列原子軌道的能量高低。(1)2s 3s ; (2)2s 3d ;(3)3p 3s ; (4)4f 5f 。【考點】能層與能級【題點】不同能層、能級的能量比較答案 (1)<(2)<(3)>(4)<解析 根據(jù)構造原理，各能級能量由低到高的順序為：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、

14、7p。6 .請根據(jù)構造原理，寫出下列原子的電子排布式： 16S?！绢}點】核外電子排布式的書寫與判斷答案(1)1s 22s22P63s23p4(2)1s 22s22p6(3)1s 22s22P63s23P64s2(4)1s 22s22P63s23P63d64s2(5)1s 22s22p63s23p63d104s1(6)1s 22s22P63s1解析根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律和構造原理書寫原子的電子排布式，應注意從3d能級開始出現(xiàn)“能級交錯”現(xiàn)象。|課時對點練注重雙基疆化落實力對點訓練題組一原子的誕生及原子模型的演變1 .下列說法中正確的是（）A.宇宙中含量最豐富的元素是氧B.宇宙中含量最豐富的元

15、素是氫C.空氣中含量最多的元素是氧D.地殼中含量最多的金屬元素是鐵【考點】原子的誕生【題點】 宇宙中的元素答案 B解析 氫是元素之母，是宇宙中含量最豐富的元素，大部分恒星主要是由氫元素組成的?？?4,，人一一一氣的主要成分是 Na和Q,其中N2約占?在空氣中含量最多。地殼中含量最多的元素是氧,5而含量最多的金屬元素是鋁，不是鐵。2 .如圖原子結構模型中依次符合盧瑟福、道爾頓、湯姆生的觀點的是B.D.A.C.【考點】原子的誕生【題點】原子模型的演變 答案 B解析 盧瑟福提出了原子的核式模型，道爾頓認為原子是一個實心的球體，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的“葡萄干布丁”模型。題組二能層與能級3.

16、（2019 貴州高二月考）下列能級符號不正確的是（）A. 6sB. 5PC. 4dD. 3f【考點】能層與能級的表示方法【題點】能層、能級的表示方法答案 D4 .下列能層不包含d能級的是（）A. O能層B. N能層C. M能層D. K能層【考點】能層與能級【題點】能層與能級的數(shù)量關系 答案 D解析 多電子的原子中，同一能層的電子可分為不同的能級，K層只有s能級，L層有s、p 能級，從M能層開始有d能級。5 .下列能層的能量由低到高的順序是（）A. K、M N、LC. L、M N、O【考點】能層與能級的關系【題點】能層與能級的能量關系答案 CL、M N O P、Q。解析能層的能量由低到高的順序為

17、6 .按能量由低到高的順序，下列排列正確的是（）A. 1s、 2p、 3d、 4sC. 2s、 2p、 3s、 3pB. 1s、 2s、 3s、 2pD. 4p、3d、4s、3p【考點】能層與能級的關系【題點】能層與能級的能量關系 答案 C解析相同電子層上不同能級能量高低：ns<np<nd<nf; n不同時能量高低：1s<2s<3s<4s ；另外還有能級交錯現(xiàn)象。 A項中1s<2p<4s<3d; B項中1s<2s<2p<3s； D項中3P<4s<3d<4p。7 .第N能層所含能級數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為（

18、）A. 3、18B, 4、24C. 5、32D, 4、32【考點】能層與能級的關系【題點】能層與能級的數(shù)量關系答案 D解析 每一能層包含的能級數(shù)目等于該能層的序數(shù)，故第四能層包含s、p、d、f四個能級;每一能層所容納的最多電子數(shù)為2n2,故第四能層最多所容納的電子數(shù)為2X4 2= 32個。8 .下列敘述正確的是（）A.能級不是電子層9 .每個能層最多可容納的電子數(shù)是2n2C.同一能層中的不同能級的能量高低相同D.不同能層中的s能級的能量高低相同【考點】能層與能級的關系【題點】能層與能級關系的綜合答案 B解析 A項，能層是電子層，對于同一能層里能量不同的電子，又將其分為不同的能級；C項，同一能層

19、里不同能級，能量按照s、p、d、f的順序升高；D項，不同能層中的s能級的能量不同，能層越大，s能級的能量越高，例如：曰1s)< E(2s)<曰3s)。題組三構造原理與核外電子排布式10 (2018 三亞高二檢測)電子在一個原子的下列能級中排布時，最后一個排布的是()A. nsB. npC. (n-1)dD. (n-2)f【考點】構造原理【題點】構造原理的理解與應用答案 B解析 根據(jù)原子中上述能級的能量高低順序：ns<( n-2)f<( n-1)d< np,所以最后一個排布的應是能量最高的能級，應為 np能級?？梢?，解此類題，應從構造原理入手，判斷出能級的能 量高低

20、。電子在排布時應先進入能量低的能級，填滿后再進入能量高的能級。10 .下列原子或離子的核外電子排布式，正確的是()A. 16S2 : 1s22s22p63s2 3p4B. 2iSc： 1s22s22p63s23p64s23d1C. i8Ar： 1s22s22p63s23p6D. 9F： 2s22p5【考點】核外電子排布式【題點】核外電子排布式的書寫與判斷答案 C解析 S2一的原子核外共有18個電子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,選項A是S原子 的核外電子排布式，故 A錯誤；書寫電子排布式時，能層低的能級要寫在左邊，能層高的能級要寫在右邊，因此 21Sc原子的核外電子排布式應

21、為1s22s22p63s23p63dZs：故B錯誤；D是F的最外層電子(價電子)的排布式，不符合題意。11 .已知Na的核外電子排布式為 1s22s22p63s1通?？砂褍?nèi)層已達稀有氣體原子的電子層結 構的部分寫成“原子實”，如Na的核外電子排布式可寫成Ne3s 用“原子實”表示的 30號元素鋅的原子核外電子排布式正確的是()A. Ne3d 104s2B. Ar3d 104s24p2C. Ar3d 84s24p2D. Ar3d 104s2【考點】核外電子排布式【題點】核外電子排布式的書寫與判斷答案 D解析根據(jù)構造原理可知，鋅元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2

22、,除3d104s2外，鋅原子內(nèi)層電子的排布與稀有氣體原子Ar的電子排布相同，因此鋅的核外電子排布式可寫為Ar3d 104s2。12 .主族元素A和B可形成組成為 AB的離子化合物，則 A B兩原子的最外層電子排布分別為()A224A. ns 和 ns np124B. ns 和 ns np225C. ns 和 ns np 12D. ns 和 ns【考點】核外電子排布式【題點】利用核外電子排布式進行元素的推斷答案 C解析 由于AB為離子化合物，故 A為+2價，B為1價，A B均為主族元素，因此 A為第 HA族元素，其最外層電子有兩個電子，電子排布式為ns2; B為第VHA族元素，原子最外層電子有7

23、個電子，電子排布式為ns2np5。13 . (1)Cl原子核外電子能量最高的電子所在的能級是 。(2)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號為 ,該能層上有 個能級， 電子數(shù)為。【考點】能層與能級的關系【題點】能層與能級關系的綜合答案(1)3p(2)M 3 4解析(1)Cl原子核外有17個電子，排布在1s、2s、2p、3s、3p 5個能級上，能量最高的 是3p能級。(2)Si原子核外有14個電子，K、L、M能層上分別有2、8、4個電子，所以電子占據(jù)的最高 能層為M能層，該能層有3s、3p、3d三個能級，排有4個電子。14 .按要求填空：(1)B原子的電子排布式為 。(2)N原子的價電子排布式為 。(3)Se原子序數(shù)為 ,其核外M層電子的排布式為 。(4)Li 3N晶體中氮以N3一存在，NT的電子排布式為 。(5)寫出錢(Ga)原子的電子排布式：。【考點】核外電子排布式【題點】核外電子排布式的書寫與判