高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构教案配套课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构教案配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了第一节原子结构，课前·新知导学，pdf，微思考，能级交错，课堂·素养初培，情境导入，深化理解，典例精练，构造原理示意图等内容，欢迎下载使用。

①了解原子核外电子的运动状态。②了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能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能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
④知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
第1课时　能层与能级　原子光谱　构造原理与电子排布式
　　　　　能层与能级1．能层核外电子按_______不同分成________，________序数一、二、三、四、五、六、七分别用__________________________表示。能层越高，电子的能量越________，能量的高低顺序为___________________ ____________________________。
K、L、M、N、O、P、Q　
E(K)＜E(L)＜E(M) 　
＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) 　
2．能级：同一能层的电子，还被分成不同能级。(1)任一能层的能级总是从______能级开始，能级的字母代号按________________……排序，每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数中的奇数序列_________…的2倍。(2)多电子原子中，同一能层各能级的能量顺序：_________________________________。
E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)　
(3)各能层、能级中最多容纳的电子数。
能层序数与所含的能级数有何关系？
【答案】能级数等于能层序数。
　　　判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1∶3。(　　)(2)能量关系：E(1s)＜E(2s)＜E(3p)＜E(3d)＜E(4s)。(　　)(3)p能级能量一定比s能级的能量高。(　　)(4)能层序数大，该能层中能级的能量一定高。 (　　)(5)原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。 (　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
　　　　　基态与激发态　原子光谱1．基态原子与激发态原子
【答案】最低能量　吸收　释放　能量较高　
2．原子光谱与光谱分析(1)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的________光谱或_______光谱，总称原子光谱。(2)光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
金属的焰色试验中，一些金属元素呈现不同焰色的原因是什么？
【答案】激发态原子中的电子跃迁到低能级时，多余的能量以光的形式释放出来。
　　　判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)原子光谱是因为电子的跃迁引起的。(　　)(2)原子光谱是原子发生电子得失而引起的。(　　)(3)电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱。(　　)(4)焰色试验就是电子跃迁的结果，故属于物理变化。(　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√
　　　　　构造原理与电子排布式1．构造原理以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。如下图所示：
【答案】能层　能级　填入能级
2．电子排布式(1)电子排布式中，能级符号右上角的数字表示该能级的电子数，如氢、氮、氧、钠、氯的电子排布式分别为________________________ ____________________________。(2)随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，如电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为____________________。(3)构造原理是一个思维模型，是个假想过程。有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理。如Cr、Cu基态原子的电子排布式分别为____________________、______________________。
1s1、1s22s22p3、1s22s22p4、　
1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p5　
1s22s22p63s23p63d54s1　
1s22s22p63s23p63d104s1　
基态原子的电子排布式是按照构造原理的顺序依次书写的吗？
【答案】不是。基态原子按照构造原理填充电子，可能存在能级交错；而电子排布式是按照能层由低到高、同一能层按照能级由低到高的顺序书写的。
　　　判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1) 某原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多。(　　)(2)最外层电子排布式为4s1的元素一定为K。(　　)(3)基态Zn原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。(　　)(4)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。 (　　)【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
任务一　能层与能级的组成以及能量关系
在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，据此把它们分为能级。
(1)原子核外每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)之间存在什么关系？【答案】每个能层最多容纳2n2个电子。(2)英文字母相同的不同能级(如2p、3p)中所能容纳的最多电子数是否相同？【答案】相同。如2p、3p能级最多容纳的电子数都是6。
(3)不同能层的s能级之间，能量高低有何关系？【答案】能层越大能量越高，如E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)＜……(4)同一能层不同能级之间能量高低有何关系？【答案】能级越高能量越高，如E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜……
1．能层与能级中的四个数量关系(1)任一能层，能级数＝能层序数，且总是从s能级开始。(2)各能级最多容纳的电子数为以s、p、d、f……排序的自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍。(3)每一能层中最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。(4)不同能层中符号相同的能级所容纳的最多电子数相同。
2．能层中各能级之间能量大小关系(1)能层或能级的能量关系。(2)不同能层中不同能级的能量高低顺序(按构造原理排序，存在能级交错)：E(ns)＜E[(n－2)f]＜E[(n－1)d]＜E(np)。
　　　　已知n为能层序数，下列有关认识正确的是(　　)A．各能层含有的电子数为2n2B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n－1D．各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍【答案】D
【解析】各能层最多含有的电子数为2n2，A错误；各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上的能级数与能层序数相等，并不是所有能层的能级都是从s能级开始到f能级结束，如第1、2、3能层，B、C错误；各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍，D正确。
　　　　下列能级表示正确(实际存在的)且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是(　　)A．1s、2p、3dB．1s、2s、3sC．2s、2p、2dD．3p、3d、3f【答案】A【解析】不同能层中英文字母相同的能级最多容纳的电子数相同，B错误；从M层开始有d能级，即3d能级，L层不存在2d能级，C错误；从N层开始有f能级，即4f，M层不存在3f能级，D错误。
任务二　构造原理与电子排布式的书写
(1)查阅元素周期表可知Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，Cu的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1。这两种元素的原子核外电子排布不符合构造原理，是根据什么确定其电子排布的？【答案】Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不符合，这是根据Cr、Cu的原子光谱确定的。
(2)元素周期表中钠的电子排布式写成[Ne]3s1，方括号里的符号是什么意义？模仿写出8号、14号、26号元素的简化电子排布式。【答案】方括号里符号的意义是对应稀有气体元素原子的电子排布结构。8号、14号、26号元素分别为O、Si、Fe，其简化电子排布式分别为[He]2s22p4、[Ne]3s23p2、[Ar]3d64s2。
(3)分别写出O、Na、23V、26Fe的电子填充顺序和电子排布式。【答案】
1．构造原理的实质构造原理中的能级顺序，其实质是各能级能量由低到高的顺序。绝大多数原子核外电子的填充顺序符合构造原理中的能级顺序。2．“能级交错”现象当出现d能级时，电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充电子；当出现f能级时，电子按ns、(n－2)f、(n－1)d、np的顺序填充电子。从第三能层开始，各能级能量高低不完全符合能层顺序，产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。
3．电子排布式的书写(1)简单原子的电子排布式。按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C：1s22s22p2。
(3)利用构造原理书写简化电子排布式。为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体电子层结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如K：1s22s22p63s23p64s1，其简化电子排布式为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式，即：1s22s22p63s23p6。
【名师点拨】电子排布式的书写(1)复杂原子电子排布式的书写。对于复杂的原子，若直接写电子排布式比较困难，可先写出其原子结构示意图，再据此写出电子排布式。如
　　　　写出下列原子的电子排布式。(1)基态Cl原子的电子排布式是_____________________。 (2)基态Ge原子的核外电子排布式为_____________________。 (3)写出基态As原子的电子排布式____________________。 (4)P原子的电子排布式是__________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(4)1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)【解析】根据构造原理填充核外电子，根据能层序号由低到高的顺序书写电子排布式。要注意从3d能级开始出现“能级交错”现象。
　　　　下列基态原子或离子的电子排布式错误的是(　　)A．Ca　1s22s22p63s23p64s2B．Mg2＋　1s22s22p6C．F－　1s22s22p5D．Br　1s22s22p63s23p63d104s24p5【答案】C
【解析】Ca原子核外有20个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，A正确；Mg2＋核外有10个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p6，B正确；F－核外有10个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p6，C错误；Br原子核外有35个电子，根据构造原理，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，D正确。
能层、能级能量高低比较中易出现的误区例1　按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是(　　)A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．3p、3d、4s、4p错解：A或B或D
错因分析：3d与4s 出现能级交错现象，不注意时易错选A或D；3s与2p能量高低，优先考虑能层高低，再考虑能级高低，只考虑能级高低而忽略能层高低，易错选B；出现能级交错前，比较不同能层、不同能级的能量高低时，能层序数越大，能量越高，当能层序数相同时，能量高低按照E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)顺序，C正确。
满分策略：明确电子能量的高低主要由能层和能级决定。当能层序数相同时，能量高低按照E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)顺序；当能级符号相同时，能层序数越大，能量越高；能级和能层都不相同时，根据构造原理顺序判断。正解：C
微粒核外电子排布式书写的误区例2　下列基态原子的电子排布式，书写正确的是(　　)A．9F：1s22s22p6B．15P：1s22s22p63s33p2C．21Sc：1s22s22p63s23p64s23d1D．35Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5错解：A或B或C
错因分析：A项中氟原子2p能级应排5个电子，电子总数错了；B项中磷原子的3s能级应排2个电子，3p能级应排3个电子，各种能级上能够排布的电子数错误；C项中书写电子排布式时，应将同能层的能级写在一起，书写规则错误。
满分策略： (1)电子排布式的书写。①要依据构造原理完成电子填充，按能层序号由低到高书写电子排布式；②对于原子序数20号以后的元素，要注意能级交错现象；③要关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。(2)注意核外电子排布的几个特例。Cr为[Ar]3d54s1、Cu为[Ar]3d10 4s1。正解：D
1．下列能级不属于M能层的是(　　)A．3sB．4sC．3pD．3d【答案】B【解析】M能层包含3s、3p、3d三个能级。
2．下列说法正确的是(　　)A．基态原子的能量一定比激发态原子的能量低B．1s22s12p1表示的是基态原子的电子排布C．生活中我们看到的许多可见光，如霓虹灯光、节日焰火，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱【答案】C
【解析】同类原子基态比激发态的能量低，A错误；1s22s12p1不符合构造原理，该原子处于激发态，B错误；原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种，电子从激发态跃迁到基态时产生发射光谱，从基态到激发态跃迁时产生吸收光谱，D错误。
3．下列各基态原子的电子排布式正确的是(　　)A．Be：1s22s12p1B．C：1s22s12p2　　　　C．He：1s12s1D．Cl：1s22s22p63s23p5【答案】D【解析】A项中Be的电子排布式应为1s22s2；B项中C的电子排布式为1s22s22p2；C项中He的电子排布式应为1s2。
4．某原子的3d能级中有一个电子，其第四能层中的电子数为(　　)A．0B．2C．3D．8【答案】B【解析】因为3d能级能量大于4s能级，所以电子先排满4s，再排3d，电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2。
5．钒具有众多优异的物理性能和化学性能，因而钒的用途十分广泛，有金属“维生素”之称。钒元素的原子序数为23，则基态钒原子价层电子排布是(　　)A．3s23p6B．3d34s2　　　　　C．3d64s2D．4s2【答案】B【解析】钒元素的原子序数为23，基态钒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，钒元素为副族元素，则其价层电子排布式为3d34s2。
6．写出下列原子的电子排布式：(1)11Na__________。(2)16S__________。(3)34Se__________。(4)19K__________。(5)31Ga__________。(6)30Zn__________。
【答案】(1)1s22s22p63s1(2)1s22s22p63s23p4(3)1s22s22p63s23p63d104s24p4(4)1s22s22p63s23p64s1(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(6)1s22s22p63s23p63d104s2
7．某元素原子序数为34，则：(1)此元素原子的电子总数是________，有______个电子层，______个能级。 (2)它的价层电子排布为__________。【答案】(1)34　4　8　(2)4s24p4【解析】原子序数为34的元素，原子的电子总数是34，根据原子的核外电子数，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，有4个电子层，8个能级；它的价层电子排布式为4s24p4。