高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 原子结构教学设计

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一节 原子结构教学设计，共13页。
2．能应用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。
3．理解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布。
4．了解能量最低原理，了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
5．了解多电子原子核外电子的运动情况，知道电子云和原子轨道。了解泡利原理和洪特规则。
eq \a\vs4\al( ) 细读教材记主干
1．原子由原子核和核外电子构成，原子核一般由质子和中子构成。
2．原子的核外电子是分层排布的，电子的能量越低离核越近，能量越高离核越远。
3．一至七能层的符号分别为：K、L、M、N、O、P、Q，各能层容纳的最多电子数为2n2。
4．原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理，处于最低能量的原子叫做基态原子。
5．在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这个原理称为泡利原理。
6．洪特规则的内容是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，而且自旋状态相同。
[新知探究]
1．原子的诞生
(1)原子的诞生

(2)宇宙的组成及各元素的含量

(3)地球上元素的分类
2．能层与能级
(1)能层
(2)能级
(3)能层、能级中所容纳的电子数
[名师点拨]
能层与能级的组成与能量关系
1．不同能层的能级组成
任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。
2．不同能层中各能级之间的能量大小关系
(1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。例如，1s＜2s＜3s＜……或2p＜3p＜4p＜……。
(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s＜p＜d＜f＜……。例如，第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。
[对点演练]
1．(2016·衡水高二检测)下列叙述正确的是( )
A．能级就是电子层
B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C．同一能层中不同能级的能量高低相同
D．不同能层中的s能级的能量高低相同
解析：选B 能层是电子层，能级是同一能层中不同能量的电子所占据的分层。同一能层中不同能级的能量高低的顺序是：E(ns)E(3px)>E(3py)
B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C．E(5s)>E(4f)>E(3px)＝E(3py)
D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
解析：选B A项应为E(3d)>E(4s)，则为E(3d)>E(4s)>E(3px)＝E(3py)，错误；B项符合构造原理，正确；C项应为E(4f)>E(5s)>E(3px)＝E(3py)，错误；D项E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)，错误。
3．(2016·银川高二检测)下列各组表述中，两种微粒一定不属于同种元素原子的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C．最外层的电子数是核外电子总数的 eq \f(1,5) 的原子和价电子排布式为4s24p5的原子
D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子
解析：选B A项中3p能级有一个空轨道，说明3p上填2个电子，因填1个电子有2个空轨道，填3个电子或3个以上电子无空轨道，则3p上有2个电子，3s上肯定已填满，价电子排布式为3s23p2，A中两微粒相同。B项中M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即3s23p63d10，应该是锌元素，3d64s2是铁元素，B选项符合题意。C项中价电子排布式为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数 eq \f(1,5) 的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10不可能，同理，可讨论，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子。D项中2p能级有一个未成对电子，可以是2p1。也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子。
4．(2016·松原高二检测)下列有关电子云的叙述中，正确的是( )
A．电子云形象地表示了电子在核外某处单位的体积内出现的概率
B．电子云直观地表示了核外电子的数目
C．1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零
D．电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾
解析：选A 为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小；点密集的地方，表示电子出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子出现的概率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率不为零，只是出现的概率很小。
5．(2016·襄阳高二检测)以下核外电子的表示方法中，能表示该原子处于能量最低状态的是( )
A．N：
B．F：
C．Fe：[Ar]3d54s2
D．Cu：3d104s1
解析：选D A选项不符合洪特规则，2p轨道上的3个电子应分占三个轨道时能量最低；B选项为F－的电子排布图，不是F原子的电子排布图；C选项中Fe是26号元素，而非25号；D选项符合洪特规则，原子处于能量最低状态。
6．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该原子的电子排布图为______。
(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B元素的符号为________，C的离子结构示意图为________。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布图为________________________________________________________________________。
解析：(1)根据A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，可知该元素的基态原子有2个电子层，共有7个电子，是N元素，其电子排布图为。(2)B元素的负一价离子与C元素的正一价离子的电子排布式与氩原子相同，即都有18个电子，则B元素为Cl元素，C元素为K元素，K＋的结构示意图为。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，即三价阳离子的构型为3d5，则原子的价电子构型为3d64s2，即为26号Fe元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，可知其价电子构型为3d104s1，所以E为Cu元素，基态原子的电子排布图为
[Ar] 。
答案：(1)
(2)Cl
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu [Ar]
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
……
……
……
……
最多
电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
……
……
……
……
2
8
18
32
……
……
……
2n2
微粒
电子排布式
微粒
电子排布式
C
1s22s22p2
Ne
1s22s22p6
Cl
1s22s22p63s23p5
K
1s22s22p63s23p64s1
能级符号
ns
np
nd
nf
轨道数目
1
3
5
7
结构示意图
意义
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
实例
Al S2－
电子
排布式
意义
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数
实例
K：1s22s22p63s23p64s1
简化
电子
排布式
意义
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示
实例
K：[Ar]4s1
价电子
排布式
意义
主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式
实例
Al：3s23p1
电子
排布图
意义
每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
实例
Al