高二化学原子结构知识精讲 苏教版

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1、高二化学原子结构知识精讲苏教版一.本周教学内容：原子结构二.教学目标：1、认识并了解原子核外电子的能层和能级分布及其能量关系；2、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；3、掌握能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等核外电子排布的规律。4、了解原子的基态和激发态的涵义，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；三.教学重点、难点：核外电子的排布规律，原子结构的构造原理和电子排布式的书写四.教学过程：（一）开天辟地——原子的诞生1、在宇宙中最丰富的元素是氢，其次是氦。地球上最丰富的元素是氧，其次是硅，地球上

2、最丰富的金属元素是铝，其次是铁。地球上共有22种非金属元素（包括稀有气体）。2、人类对原子结构的认识经历了以下几个阶段：德谟克利特的古代原子学说→道尔顿的原子学说→汤姆逊的原子结构模型→卢瑟福的带核原子模型→玻尔的轨道原子模型→电子云模型（量子力学提出的现代原子结构学说）（二）能层与能级　1、在含有多个电子的原子里，由于电子的能量各不相同，因此，它们运动的区域也不相同，通常能量低的电子在离核近的区域运动，而能量高的电子在离核远的区域运动。按核外电子能量的差异将其分成不同的能层(用符号n表示)；各能层最多容纳的电子数为2n2，对于同一能层里能

3、量不同的电子，还可将其分成不同的能级(l)；不同的能层所分的能级数目不同，能级类型的种类数与能层数相对应；各能层的能级数等于能层的序数，如：第1能层只有一个能级，第二能层有2个能级，依次类推。同一能层里，能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)；每个能级中所能容纳的电子总数分别为1、3、5、7…的两倍。2、各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s………最多电子数26262………2832……

4、2n2（三）电子云与原子轨道1、电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述。2、原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。每个原子轨道中最多可以容纳2个自旋方向相反的电子存在。（四）核外电子排布规律1、构造原理：随着原子序数的递增，绝大多数元素的基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s

5、、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。一定要记住电子排入轨道的顺序，这是本章和本节最重要的内容。关键点：从第四能层开始，该能层的ns与np能级之间插入了(n-1)层的d能级，第六能层开始还插入（n-2）f，甚至如果第八周期有元素的话，第八能层开始还插入（n-3）g能级。其能量关系是：ns

6、＜（n-3）g<（n-2）f＜（n-1）d＜np。以上使得原子核外电子排布最外层不超过8个电子，次外层最多不超过18个电子等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，我们可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。如：[Ar]3d54s1轨道表达式：每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，按照能量由低到高的顺序由下而上所表示的电子排布图。如：2、能量最低原理

7、：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低的能级里，然后排布在能量高的能级里。3、泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。4、洪特规则：（1）电子排布在同一能级不同轨道时，电子总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同；（2）有少数元素的气态基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系的能量最低，原子较稳定。此为洪特规则的特例。（五）基态、激发态、光谱1、基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。

8、2、激发态：较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。3、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发