高中化學(xué)第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第1課時(shí)原子的誕生、能層與能級(jí)、構(gòu)造原理教案新人教版選修3

1、12第1課時(shí) 原子的誕生、能層與能級(jí)、構(gòu)造原理核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析：通過(guò)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與核外電子的排布，理解能層與能級(jí)的關(guān)系，理解核外電子的排布規(guī)律。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：結(jié)合構(gòu)造原理形成核外電子排布式書(shū)寫(xiě)的思維模型，并能根據(jù)思維模型熟練書(shū)寫(xiě)136號(hào)元素的電子排布式。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：通過(guò)對(duì)原子模型演變過(guò)程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解假說(shuō)、模型等科 學(xué)研究方法和過(guò)程，培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。肩迪里維探究匈律|新知導(dǎo)學(xué)、開(kāi)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(yáng)五一少盤(pán)的就母卬I極少量的理(2)人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)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(gòu)崢子總數(shù)知好來(lái)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(cè))下列說(shuō)法中，不符合現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)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(méi)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(diǎn)】原子的誕生【題點(diǎn)】宇宙中的元素答案 B解析 現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論認(rèn)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(yīng)，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(cuò)誤，C正確；大爆炸后約2小時(shí)，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(jí)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(hào)：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(guān)系：由K能層一Q能層，能量逐漸增大。2 .能級(jí)(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(jí)。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、

4、f等表示，如n能層的能級(jí)按能量由低到高的排列順序?yàn)?ns、np> nd> nf等。3 .能層、能級(jí)與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七 符號(hào)KLMNOPQ 能級(jí)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(jí)數(shù),如第三能層有3個(gè)能級(jí)。(2)s、p、d、f各能級(jí)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(jié)能層中各能級(jí)的能量關(guān)系(1)不同能層之間，符號(hào)相同的能級(jí)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(jí)能量由低到高的順序是ns<np<nd<nf。（3）不同能層中同一能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越高。例如：1s<2s<3s<4s砂2】（2018 邢臺(tái)市月考）下列能級(jí)符號(hào)表示錯(cuò)誤的是 （）A. 2PB. 3fC. 4sD. 5d【考點(diǎn)】 能層與能級(jí)【題點(diǎn)】 能層、能級(jí)的表示方法答案 B解析 每一能層的能級(jí)數(shù)與能層序數(shù)相等，且具有的能級(jí)依次為s、p、d、f，M能層只有3s、3p、3d能級(jí)，沒(méi)有3f能級(jí)。3下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是（）A.各能層的能級(jí)數(shù)按 K、L、M N分別為1、2、3、4B.各能層的能級(jí)都是從 s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束C.各能層含有白能

6、級(jí)數(shù)為 n-1D.各能層含有白電子數(shù)為 2n2【考點(diǎn)】 能層與能級(jí)【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的綜合答案 A解析 各能層中的能級(jí)數(shù)等于其所處的能層數(shù)，即當(dāng)n=1時(shí)，它只有一個(gè)s能級(jí)，當(dāng)n=2時(shí)，含有兩個(gè)能級(jí)分別為 s、p能級(jí)，所以B、C都不正確；D選項(xiàng)中每個(gè)能層最多能容納 2n2 個(gè)電子，但不是一定含有 2n2個(gè)電子。三、構(gòu)造原理與電子排布式1 .構(gòu)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(jí)中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d> 5p、6s、4f > 5d> 6p、7s這個(gè)排列順序被稱(chēng)為構(gòu)造原理。原個(gè)小用止示一個(gè)邀(

7、2)示意圖能鵬昌能線(xiàn)上填把 的電子數(shù)2 .電子排布式(1)概念：將能級(jí)上所排布的電子數(shù)標(biāo)注在該能級(jí)符號(hào)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(xiě)出下列原子或離子的電子排布式：CD 80): 1s22s22p4; 19K: 1s22s22p63s23p64s1;可簡(jiǎn)寫(xiě)為Ar4s 17CI: 1s22s22p63s 23p5;可簡(jiǎn)寫(xiě)為Ne3s 23p5; 16S2 : 1s22s22p63s23p6。歸納總結(jié)-(1)構(gòu)造原理構(gòu)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(gòu)造原理排布，會(huì)使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，原子相對(duì)較穩(wěn)定。從構(gòu)造原理圖可以看出，從第三能層

8、開(kāi)始，不同能層的能級(jí)出現(xiàn)“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。能級(jí)交錯(cuò)指電子層數(shù)較大的某些能級(jí)的能量反而低于電子層數(shù)較小的某些能級(jí)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(jiǎn)單原子的電子排布式按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級(jí)中。為了避免電子排布式過(guò)于煩瑣，我們可以把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分，以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)來(lái)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(jié)構(gòu)相同，所以其電子排布式可簡(jiǎn)化為Ne3s 1c(3)復(fù)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(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序，實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低。若以E(nl)表示某能級(jí)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(diǎn)】構(gòu)造原理和核外電子排布式

10、【題點(diǎn)】構(gòu)造原理及其應(yīng)用答案 B解析 根據(jù)構(gòu)造原理，各能級(jí)能量由低到高的順序?yàn)?1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s , A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序?yàn)樵?f)> E(5s)> E(3d)>日4s);對(duì)于不同能層的相同能級(jí)，能層序數(shù)越大， 能量越高，所以 C項(xiàng)錯(cuò)誤。山5(2018 上海期中)下列各離子或原子的電子排布式錯(cuò)誤的是()A. Ca2+: 1s22s22p63s23p6B. O2 : 1s22s22p4C. K: 1s22s22p63s23p64s1D. Fe3+： 1s22s22p63s23p63d5【考點(diǎn)】構(gòu)造原理和核外電子排布式【題點(diǎn)】核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)

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(xiàng)錯(cuò)誤。方法技巧書(shū)寫(xiě)電子排布式的關(guān)鍵是熟悉構(gòu)造原理，各能級(jí)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(jí)移到一起。電學(xué)習(xí)小結(jié)I達(dá)標(biāo)檢測(cè) 檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)1.正誤判斷（1）能層就是電子層（ V ）（2）不同能層，s能級(jí)能量相同（X ）（3）s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)的低（x ）（4）高能層的所有能級(jí)能量都比低能層能級(jí)能量高（X ）（5）各能層的能級(jí)數(shù)等于其所處能層序數(shù)（V ）（6）任一能層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2（ V ）（7）

12、3p 3表示3P能級(jí)只能填充3個(gè)電子（X ）（8）各能級(jí)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(diǎn)】原子模型的演變答案 C解析 湯姆生最早提出了電子學(xué)說(shuō)，道爾頓最早提出了原子學(xué)說(shuō)，盧瑟福最早提出了原子核式結(jié)構(gòu)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(tái)校級(jí)月考 ）下列能級(jí)符號(hào)正確的是（）A. 6sB. 2dC. 1dD. 3f【考點(diǎn)】能層與能級(jí)【題點(diǎn)】能層、能級(jí)的表示方法答案 A解析 能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)：第一能層只有1個(gè)能級(jí)（1s）,第二能層有2個(gè)能級(jí)（2s、2p）,第三能層有3個(gè)能級(jí)（3s、3p、3d）,依次類(lèi)

13、推。4. (2019 濟(jì)南高二月考)符號(hào)為M的能層所含的能級(jí)有()A. 2種B. 3種C. 8 種D. 18 種【考點(diǎn)】能層與能級(jí)【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系答案 B解析 M能層包含的能級(jí)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 ?！究键c(diǎn)】能層與能級(jí)【題點(diǎn)】不同能層、能級(jí)的能量比較答案 (1)<(2)<(3)>(4)<解析 根據(jù)構(gòu)造原理，各能級(jí)能量由低到高的順序?yàn)椋?s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d、

14、7p。6 .請(qǐng)根據(jù)構(gòu)造原理，寫(xiě)出下列原子的電子排布式： 16S。【題點(diǎn)】核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)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(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)原子的電子排布式，應(yīng)注意從3d能級(jí)開(kāi)始出現(xiàn)“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。|課時(shí)對(duì)點(diǎn)練注重雙基疆化落實(shí)力對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一原子的誕生及原子模型的演變1 .下列說(shuō)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(diǎn)】原子的誕生【題點(diǎn)】 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。空,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(jié)構(gòu)模型中依次符合盧瑟福、道爾頓、湯姆生的觀(guān)點(diǎn)的是B.D.A.C.【考點(diǎn)】原子的誕生【題點(diǎn)】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(rèn)為原子是一個(gè)實(shí)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(jí)3.

16、（2019 貴州高二月考）下列能級(jí)符號(hào)不正確的是（）A. 6sB. 5PC. 4dD. 3f【考點(diǎn)】能層與能級(jí)的表示方法【題點(diǎn)】能層、能級(jí)的表示方法答案 D4 .下列能層不包含d能級(jí)的是（）A. O能層B. N能層C. M能層D. K能層【考點(diǎn)】能層與能級(jí)【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的數(shù)量關(guān)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(jí)，K層只有s能級(jí)，L層有s、p 能級(jí)，從M能層開(kāi)始有d能級(jí)。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(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的能量關(guān)系答案 CL、M N O P、Q。解析能層的能量由低到高的順序?yàn)?/p>

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(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的能量關(guān)系 答案 C解析相同電子層上不同能級(jí)能量高低：ns<np<nd<nf; n不同時(shí)能量高低：1s<2s<3s<4s ；另外還有能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象。 A項(xiàng)中1s<2p<4s<3d; B項(xiàng)中1s<2s<2p<3s； D項(xiàng)中3P<4s<3d<4p。7 .第N能層所含能級(jí)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(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系【題點(diǎn)】能層與能級(jí)的數(shù)量關(guān)系答案 D解析 每一能層包含的能級(jí)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(gè)能級(jí);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(gè)。8 .下列敘述正確的是（）A.能級(jí)不是電子層9 .每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2C.同一能層中的不同能級(jí)的能量高低相同D.不同能層中的s能級(jí)的能量高低相同【考點(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系【題點(diǎn)】能層與能級(jí)關(guān)系的綜合答案 B解析 A項(xiàng)，能層是電子層，對(duì)于同一能層里能量不同的電子，又將其分為不同的能級(jí)；C項(xiàng)，同一能層

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

20、。電子在排布時(shí)應(yīng)先進(jìn)入能量低的能級(jí)，填滿(mǎn)后再進(jìn)入能量高的能級(jí)。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(diǎn)】核外電子排布式【題點(diǎn)】核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)與判斷答案 C解析 S2一的原子核外共有18個(gè)電子，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,選項(xiàng)A是S原子 的核外電子排布式，故 A錯(cuò)誤；書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，能層低的能級(jí)要寫(xiě)在左邊，能層高的能級(jí)要寫(xiě)在右邊，因此 21Sc原子的核外電子排布式應(yīng)

21、為1s22s22p63s23p63dZs：故B錯(cuò)誤；D是F的最外層電子(價(jià)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(dá)稀有氣體原子的電子層結(jié) 構(gòu)的部分寫(xiě)成“原子實(shí)”，如Na的核外電子排布式可寫(xiě)成Ne3s 用“原子實(shí)”表示的 30號(hào)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(diǎn)】核外電子排布式【題點(diǎn)】核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)與判斷答案 D解析根據(jù)構(gòu)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(xiě)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(diǎn)】核外電子排布式【題點(diǎn)】利用核外電子排布式進(jìn)行元素的推斷答案 C解析 由于A(yíng)B為離子化合物，故 A為+2價(jià)，B為1價(jià)，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(gè)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(gè)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(jí)是 。(2)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為 ,該能層上有 個(gè)能級(jí)， 電子數(shù)為。【考點(diǎn)】能層與能級(jí)的關(guān)系【題點(diǎn)】能層與能級(jí)關(guān)系的綜合答案(1)3p(2)M 3 4解析(1)Cl原子核外有17個(gè)電子，排布在1s、2s、2p、3s、3p 5個(gè)能級(jí)上，能量最高的 是3p能級(jí)。(2)Si原子核外有14個(gè)電子，K、L、M能層上分別有2、8、4個(gè)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(gè)能級(jí)，排有4個(gè)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(jià)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(xiě)出錢(qián)(Ga)原子的電子排布式：?！究键c(diǎn)】核外電子排布式【題點(diǎn)】核外電子排布式的書(shū)寫(xiě)與判