高中化学选修三（人教版 课件）-第一章　原子结构与性质 1.1.2

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1、目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,三,一、构造原理 随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下图的排布顺序,人们把它称为构造原理。,即电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s,目标导航,预习导引,一,二,三,关于钾原子的结构示意图,小红和小明的观点不同: 请你判断谁的观点正确,并说明理由。 答案:小明的观点正确,原子核外电子排布遵循构造原理,钾原子中的电子在能级中的排列顺序及对应电子数分别为1s2、2s2、2p6、3s2、3p6、4s1,故原子结构示意图中应有四个电子层。,目标导航,预

2、习导引,一,二,三,二、电子排布式 将能级上排布的电子数标在该能级符号右上角,并按照能层从左到右的顺序排列的式子,称为电子排布式,如H的电子排布式为: Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,也可写成Ne3s2。,目标导航,预习导引,一,二,三,小明同学认为“能层序数越大,能级的能量越高。”你同意他的观点吗?为什么? 答案:不同意。根据构造原理示意图不难看出,不同能层的能级有交错现象,如E(3d)E(4s),E(4d)E(5s),E(4f)E(5p),E(4f)E(6s)等,所以小明同学的观点不合理。,目标导航,预习导引,一,二,三,三、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.原子的电子排布

3、遵循构造原理,使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。 2.基态与激发态 (1)基态原子:处于最低能量的原子叫做基态原子。 (2)激发态原子:当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。,目标导航,预习导引,一,二,三,3.光谱 原子光谱:不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。 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。 节日的焰火将夜空点缀成五彩缤纷的世界,你知道这些美丽的焰火与电子有什么关系吗? 答案:电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时

4、释放出能量,释放出的能量往往以光(辐射)的形式表现,于是形成了美丽的焰火。,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,一、构造原理 根据构造原理,判断能级能量高低的规律 1.相同能层上能量的高低:E(ns)E(np)E(nd)E(nf) 2.不同能层能量的高低:E(1s)E(2s)E(3s),E(2p)E(3p)E(4p) 3.当电子处在不同能层时,则可能有能级交错现象产生。 点拨不同能级的能量并不是完全按能层序数增大的顺序递增的,从第三能层开始出现了能级交错现象。能级交错可以表示为E(ns)E(n-2)fE(n-1)dE(np)(n表示能层序数),如E(4s)E(3d),E(5s)E(4

5、d),E(6s)E(4f)E(5d)等。应重点记忆前36号元素的原子核外电子排布式。,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,【例1】 构造原理揭示的电子排布能级顺序,实质上是各能级能量高低的排列顺序。若以E(nl)表示某能级的能量,以下各式中正确的是( ) A.E(5s)E(4f)E(4s)E(3d) B.E(3d)E(4s)E(3p)E(3s) C.E(4s)E(4s)E(4f)E(3d) 解析:根据构造原理,各能级能量高低的排列顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s能量由低到高,A项和D项的正确顺序为E(4f)E(5s)E(3d)E(4s);C项的正确顺序为E(

6、4s)E(3s)E(2s)E(1s)。 答案:B,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,1.下列各项中,前面的能级先填入电子的是( ) 3d和4s 4p和5s 5s和4d 5p和4d A. B. C. D. 解析:根据构造原理可知电子填入能级的顺序为4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s从而可以看出中前面的能级先填入电子。 答案:B 2.按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是( ) (导学号52700003) A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p 解析:根据构造原理

7、,A项中3d能量高于4s;B项中3s能量高于2p;D项中顺序应为3p、4s、3d、4p。 答案:C,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,二、电子排布式 1.电子排布式的书写 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:17Cl:1s22s22p63s23p5、19K: 1s22s22p63s23p64s1。在书写电子排布式时,能层低的能级要写左边,不能完全按填充顺序写。例如,21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,而不能写成 1s22s22p63s23p64s23d1。 2.简化电子排布式的书写 为了方便书写,常把内层已达稀有气体原子的电子层结构用

8、稀有气体符号加中括号来表示。如K:1s22s22p63s23p64s1,其中1s22s22p63s23p6可用Ar表示,故K的简化电子排布式可表示为Ar4s1。,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,3.特殊原子的核外电子排布式的书写 当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原子结构较稳定。如 24Cr,先按能量从低到高的顺序排列: 1s22s22p63s23p64s23d4,因3d5为半充满稳定结构,因此需要将4s能级上的一个电子调整到3d能级,得到1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一能层的排到一起,即该原子的电子排布式为1s22s22p63s2

9、3p63d54s1(3d5为半充满稳定结构)。 29Cu,先按能量从低到高的顺序排列: 1s22s22p63s23p64s23d9,因3d10为全充满状态时较稳定,因此需要将4s能级上的一个电子调整到3d能级,得到1s22s22p63s23p64s13d10。再将同一能层的排到一起,即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,【例2】 若某基态原子的简化电子排布式为Kr4d15s2,则下列说法正确的是( ) A.该元素基态原子中共有3个电子 B.该元素原子核外有5个电子层 C.该元素原子最外层共有3个电子 D.该元素原子M

10、能层共有8个电子 解析:根据核外电子排布规律,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见该元素原子中共有39个电子,分为5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子。 答案:B,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,1.下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是( ) A.O2- 1s22s22p4 B.Ca Ar3d2 C.Fe Ar3d54s2 D.Si 1s22s22p63s23p2 解析:O2-的电子排布式为1s22s22p6;Ca的电子排布式为Ar4s2;Fe的电子排布式为Ar3d64s2。 答案:D 2.下

11、列原子的简化电子排布式不正确的是( ) (导学号52700004) A.V:Ar3d34s2 B.Cr:Ar3d44s2 C.Mn:Ar3d54s2 D.Ni:Ar3d84s2 解析:B项中Cr的简化电子排布式应为Ar3d54s1。 答案:B,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,三、能量最低原理 说明原子核外电子要先排布到能量低的能级,然后再依次排布到能量较高的能级,根据构造原理,各能级的能量顺序为E(1s)E(2s)E(2p)E(3s)E(3p)E(4s)E(3d),一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,【例3】 下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ( )(导学号5270

12、0005) A.K+ 1s22s22p63s23p6 B.F 1s22s22p5 C.S2- 1s22s22p63s23p4 D.Ar 1s22s22p63s23p6 解析:s能级最多可容纳2个电子,p能级最多可容纳6个电子,电子总是优先从能量低的能层、能级排列。S2-是S原子得两个电子后形成的稳定结构,故第三能层中电子的排布应为3s23p6。 答案:C,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,某元素原子的3d能级上有1个电子,则其N能层上的电子数是( ) A.0 B.2 C.5 D.8 解析:根据能量最低原理,结合该元素原子3d能级上有1个电子,可以写出该元素原子的电子排布式为1s22

13、s22p63s23p63d14s2,由此可知该元素N能层上的电子数为2。 答案:B,一,二,三,知识精要,典题例解,迁移应用,四,四、基态与激发态、光谱 基态原子是能量最低的原子,其核外电子排布遵循构造原理。基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,其核外电子排布不再遵循构造原理。 说明(1)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 (2)在日常生活中,我们看到的许多可见光,如灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。,一,二,三,四,知识精要,典题例解,迁移应用,【例4】 以下电子排布式是基态原子的电子排布的是( ) 1s12s1 1s22s12p

14、1 1s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1 A. B. C. D. 解析:根据构造原理,核外电子的排布总是首先占据能量较低的能级,当能量较低的能级填满后再进入能量较高的能级,此时整个原子能量最低,处于基态。中1s能级未填满就进入2s能级,属于激发态原子;中2s能级未填满就进入2p能级,也属于激发态原子。只有属于基态原子的电子排布。 答案:D,一,二,三,四,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,三,四,知识精要,典题例解,迁移应用,1.以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是( ) A.1s22s1 B.1s22s22p1 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p6

15、3p1 答案:D,一,二,三,四,知识精要,典题例解,迁移应用,2.下列表达正确的是( ) (导学号52700006) A.1s22p1属于基态 B.1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态 C.1s22s22p63d1属于激发态 D.1s22s22p63p1属于基态 解析:电子排布式符合构造原理的原子处于基态。当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。A项,电子从2s能级跃迁到2p能级,属于激发态;B项属于基态;C项,电子从3s能级跃迁到3d能级,属于激发态;D项,电子从3s能级跃迁到3p能级,属于激发态。 答案:C,案例探究,方法总结,能级交错对电子排布

16、的影响 下列电子排布式不符合构造原理的是( ) A.16S:1s22s22p63s23p4 B.24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1 C.11Na:1s22s22p63s1 D.19K:1s22s22p63s23p64s1 解析:电子在能级上的排列顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d排布的最多电子数分别为2、2、6、2、6、2、10书写电子排布式时,应按照该规律书写才符合构造原理。故按照构造原理24Cr的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d44s2,但实际上24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,这是因为3d能级为半充满状态(即3d能级填充5个电子)时,能量相对较低,原子结构较稳定。 答案:B,案例探究,方法总结,构造原理的能量高低顺序并不是完全按照能层序数递增排列的,从第三能层开始,能级出现了交错现象,如E(4s)E(3d)。大多数元素原子的核外电子排布符合构造原理,但少部分不符合,如Cr、Cu。,