高一化学怎样确定原子的电子层排布教案 新课标 人教版.doc

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1、高一化学怎样确定原子的电子层排布教案一、电子层容量原理在原子核外电子排布中，每个电子层最多容纳的电子数为2n2，这个规律在一些无机化学教材中叫做最大容量原理。我认为，该原理并不能全面反映原子核外电子排布的真实情况，其一，它只适合于离核近的内电子层，且不是最大，而是等于2n2；其二，离核远的外电子层，实际排布的电子数则远远小于2n2，根本不能用此原理来描述。离核近的内电子层与离核远的外电子层，各有其电子容量的规律，原子的电子层排布，就是这两种规律结合而成的。为此，我总结出内电子层和外电子层的各自的容量规律，并将两者结合起来，称为“电子层容量原理”，其内容如下：设w为原子的电子层数，n为从原子核往

2、外数的电子层数，m为由原子最外层往里数的电子层数。当n＜时，为内电子层，每个电子层容纳的电子数＝2n2。当n≥时，为外电子层，每个电子层最多容纳的电子数＝2(m＋1)2。核外只有k层时，最多容纳2个电子。由上述两个关系组成的电子层排布如下：从以上图示可知，原子的电子排布是两头少，中间多。应用电子层容量原理，可使外电子层不用2n2，避免出现太大偏差。应用外电子层的公式，可以取代中学教材中的如下规律：(1)最外层电子数不超过8个(最外层为K层，则不超过2个)。(2)次外层电子数不超过18个。(3)外数第三层电子数不超过32个。……因为这些规律可直接从外电子层的公式推出。稀有气体原子的电子层排布则是

3、很规整的相等关系，其内电子层电子数为2n2，外电子层电子数为2(m＋1)2，因此，稀有气体元素原子的电子层结构是一种稳定结构。主族元素的原子，最外层未达到2(m＋1)2个电子(即8个电子)，一般副族元素的原子，最外层和次外层的电子数均小于2(m＋1)2。原子的电子层数越多，出现未填满电子数2(m＋1)2的外电子层数就越多。它可用下式计算：未排满2(m＋1)2个电子的电子层数最多为(当为偶数)或(为奇数)。例如：核外有6个电子层的元素，没有排满2(m＋1)2个电子的外电子层数最多为6/2＝3。镧系元素的原子，一般就有4、5、6三个电子层的电子数未达到2(m＋1)2。2n2是由电子运动状态的四个量

4、子数及泡利不相容原理所得出的关系，而2(m＋1)2却是由能级交错现象所得出的关系。对于多电子原子，由于电子的屏蔽作用和穿透作用，出现了原子轨道的交错现象，产生了与元素周期表中周期相对应的能级分组，能级组的通式为ns、(n-2)f、(n-1)d、np。从第3电子层起，出现End＞E(n+1)s，从第4电子层起，出现Enf＞E(n+2)s。因此，在次外层电子数未达到最大容量时，已出现了最外层电子的填充，而最外层电子数未达到最大容量时，又进行次外层电子的填充；并且在更高的电子层出现之前，最外层中只可能出现s轨道和p轨道排有电子，因而最多容纳的电子数为8个；次外层中只能出现s轨道、p轨道和d轨道排有电

5、子，其容纳的电子数不超过18个；余类推。例如，铅(Pb)原子最外层为6s26p2，共4个电子；次外层为5s25p65d10，共18个电子；外数第3层为4s24p64d104f14，共32个电子。如果某原子的6d轨道上占有电子，那末，它就不是最外层，按照能级高低的顺序，7s轨道将会排上2个电子。若第7层是最外层，则第6层就是次外层了。利用电子层容量原理，可以根据元素的原子序数确定原子的电子层排布，写出原子结构示意图，推断元素在周期表里的位置。二、饱和结构和稳定结构饱和结构是指原子的每个电子层的电子数都达到2n2的电子层结构，能够达到饱和结构的原子是不多的，只有氦原子(2)、氖原子(2、8)。稳定

6、结构则是指符合电子层容量原理的电子层排布，即内电子层的电子数都达到2n2，而外电子层的电子数都达到2(m＋1)2。稀有气体原子的电子层结构是这种稳定结构。由上述叙述可知，原子的电子层结构中所谓的饱和结构和稳定结构是两个不同的概念，并且只能出现在稀有气体原子的电子层结构中，其它元素原子的电子层结构都不是稳定结构，更不可能是饱和结构，因为它们的电子层结构至少有一个外层电子数未达到2(m＋1)2。但是这些原子有失去或得到电子形成稀有气体原子的电子层结构，这是是引起化学反应的根本原因。这种具有稀有气体原子电子层结构的离子，我们把它简称为稀型离子(稀型离子在元素周期的推断题中往往是很重要的条件和解题的关

7、键)。因此，稀型离子的电子层结构是符合电子层容量原理的。我们一般把这种稳定结构叫做2电子结构和8电子结构，这是常见的一种稳定结构。除此以外，离子的电子层结构还有最外层为18电子的，不足18电子的，以及外电子层为(18＋2)电子等的稳定结构。三、能级交错的规律对于核外电子排布的能级交错现象，我总结出以下规律。不同电子层上的能级发生交错的条件是：亚层差＝电子层差＋1即：ns＜(n－1)d，ns＜(n－