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1、化学化学 选修三选修三原子结构与性质原子结构与性质 分子结构与性质分子结构与性质 晶体结构与性质晶体结构与性质 原子结构原子结构原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 共价键共价键 分子的立体结构分子的立体结构 分子的性质分子的性质 晶体的常识晶体的常识 分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体 金属晶体金属晶体 离子晶体离子晶体 第一章 原子结构与性质第一节 原子结构： (第1课时) 能层与能级 构造原理 学习目标：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。3、知道原子核外电子的能级分布，掌握基态原子核外电子排布规律，能用电子排布式表示常见元素（136号）原子核外电子的排布。
2、重点：1、能准确把握能级分布与能量的关系。2、能用符号表示原子核外的不同能级。难点：1、将构造原理迁移应用到核外电子排布式。一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生1 1、现代大爆炸宇宙学理论、现代大爆炸宇宙学理论其其他他元元素素原子核的原子核的熔合反应熔合反应大量大量氢氢少量少量氦氦极少量极少量锂锂约约2h后后宇宇宙宙大大爆爆炸炸诞生于诞生于2、氢氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3、地球上的元素绝大多数是、地球上的元素绝大多数是金属金属，非金属非金属 （包括稀有气体）（包括稀有气体）仅仅22种种。第一节第一节 原子结构原子结构现代大爆炸宇宙学
3、理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 【回忆回忆】原子的结构原子的结构原子原子原子核原子核核外电子核外电子 质子质子 中子中子核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数 按原子核外电子按原子核外电子能量能量的差异，可以将的差异，可以将核外电子分为不同的能层即核外电子分为不同的能层即电子层电子层。由由内而外可以分为：内而外可以分为： 二、能层与能级二、能层与能级1、能层：、能层：例如：钠原子有
4、11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。 （1）先排）先排能量低能量低的电子层，再排的电子层，再排能量高能量高的的 电电 子层，由里往外。子层，由里往外。（2）每一层最多容纳电子数：每一层最多容纳电子数：2n2个。个。 （如：（如：一：一：2. 二：二：8. 三：三：18. 四：四：32. 五：五：50.）（3）最外层最外层电子数不超过电子数不超过8个个 （K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2个）。个）。（4）次外层次外层电子数不超过电子数不超过18个，个， 倒数第三层不超过倒数第三层不超过32个。个。【回忆回忆】核外电子的排布规律核外电子的排布
5、规律: 在多电子原子中，在多电子原子中，同一同一能层能层的电子，能量也可能的电子，能量也可能不同，可以将它们分为不同的不同，可以将它们分为不同的能级能级。（就好比能层是楼层，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。能级是楼梯的阶级。 ）各能层上的能级是不一样的。 能级的符号能级的符号和所能容纳的最多和所能容纳的最多电子数电子数如下：如下： 一一 二二 三三 四四 五五2、能级、能级: （或电子亚层）（或电子亚层）能级数能级数=能层序数能层序数K层：只有层：只有s能级能级L层：有两个能级，分别为层：有两个能级，分别为s能级能级 和和 p能级能级M层：有三个能级层：有三个能级,分别为分别为s、p能级和
6、能级和d能级能级N层：层： 有四个能级有四个能级,分别为分别为s、p、d能级和能级和f能级能级能级数能级数=能层序数能层序数。能层能层KLMNO能级能级最多最多容纳容纳电子电子1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026每一能层中每一能层中能级符号的顺序能级符号的顺序是是ns、np、nd、nf(n代表能层代表能层)任一能层的能级总从任一能层的能级总从s能级开始，能级开始，能级数能级数=能层序数能层序数。如：。如：第一能层只有第一能层只有1个能级（个能级（ 1s ），），第二能层有第二能层有2个能级（个能级（ 2s、2p ），第三能层有），第三能层有3个能级（个
7、能级（ 3s、3p、3d），第四能层有），第四能层有4个能级个能级（ 4s、4p、4d、4f），）， 以以s、p、d、f排序的排序的各能级可容纳的最多电子数各能级可容纳的最多电子数依次依次 为为2、6、10、14 （即（即1、3、5、7的二倍）。的二倍）。2818322n2各电子层最多容纳的电子数是各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层表示电子层)第第1层层 最多排：最多排：（K层）层）2个个第第2层层 最多排：最多排：8个个（L层）层）第第3层层 最多排：最多排：18个个（M层）层）第第4层层 最多排：最多排：32个个（N层）层）1、以下、以下能级符号能级符号正确的是（正确的是（ ）
8、A、6s B、2d C、3f D、7p2、若、若n=3，以下，以下能级符号能级符号错误的是（错误的是（ ）An p Bn f Cn d Dn s ADB3、下列各电子、下列各电子能层能层中，不包含中，不包含 d 能级能级的是的是 （ ） A、N能层能层 B、M能层能层 C、L能层能层 D、K能层能层CD 随着原子_的递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、_、4p、5s、_、5p、6s、_、_、_、7s 这个排列顺序被称为构造原理。序序数数3d4d4f5d6p三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式核外电子排布的构造原理图核外电
9、子排布的构造原理图存在着能级交错存在着能级交错1s-2s-2p-3s-3p-1s-2s-2p-3s-3p-4s-4s-3d-3d-4p-4p-5s-4d-5s-4d-核核外外电电子子排排布布的的构构造造原原理理图图随原子核电荷数递随原子核电荷数递随原子核电荷数递随原子核电荷数递增，绝大多数原子增，绝大多数原子增，绝大多数原子增，绝大多数原子核外电子的排布遵核外电子的排布遵核外电子的排布遵核外电子的排布遵循如右图的排布顺循如右图的排布顺循如右图的排布顺循如右图的排布顺序，填满一个能量序，填满一个能量序，填满一个能量序，填满一个能量低的能级后再填一低的能级后再填一低的能级后再填一低的能级后再填一个
10、能量高的新能级，个能量高的新能级，个能量高的新能级，个能量高的新能级，这个排布顺序被称这个排布顺序被称这个排布顺序被称这个排布顺序被称为为为为构造原理构造原理构造原理构造原理。注注:至少至少牢记牢记以下几个能级能量高低顺序：以下几个能级能量高低顺序：高高低低高高注：此处出现能级交错注：此处出现能级交错1、构造原理、构造原理1s2s 2p 3s 3p 4s 3d【构造原理构造原理】 多电子多电子基态原子基态原子的的电子电子按按能级交错能级交错的形式的形式排布排布 电子排布顺序电子排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p元素原子的电子排布：
11、钾 K：1s22s22p63s23p64s1元素原子的电子排布：钾 K：1s22s22p63s23p63d12.电子排布式：电子排布式：NaNa：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1能层序数能层序数该能级上排布该能级上排布的电子数的电子数能级符号能级符号K KL LM MFeFe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2K KL LM MN N先按构造原理先按构造原理充入电子充入电子。再按能层次序。再按能层次序书写书写，用数字在用数字在能级符号能级符号右上角右上角表明表明该能级上排布的电子数。该能级上排布的电子数。【
12、例例1】原子序数为原子序数为21的钪的钪SC的电子排布式。的电子排布式。先按照先按照构造原理构造原理充入电子：充入电子： 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 23d3d1 1再再按按能层能层次序次序书写：书写：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d1 14s4s2 2 最后两个能级表示为最后两个能级表示为3d14s2, 而不能写成而不能写成4s23d1【电子排布式书写方法电子排布式书写方法】：先按先按构造原理构造原理充入电子，充入电子，再按再按能层能层次序次序书写书写 。【例例2】写出写出Zn的电子排布式的电
13、子排布式 Zn为为30号元素，共号元素，共30个电子。个电子。先按照先按照构造原理构造原理充入电子：充入电子： 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 23d3d1010再再按按能层能层次序次序书写：书写：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s2 2 根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。 即电子所排的能级顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s.（1-36号）元素原子的电子排布式：（见课本）【简化电子
14、排布式简化电子排布式】Ne3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体表示钠的内层电子排布与稀有气体元素元素Ne的核外电子排布相同的核外电子排布相同简化为简化为如：如：Na：1s22s22p63s1稀有气体元素符号稀有气体元素符号+外围电子外围电子该元素该元素前一个周期的惰性气体前一个周期的惰性气体电子排布结构电子排布结构Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar简简化化 Zn：Ar 3d10 4s2 简化电子排布式：简化电子排布式： Zn：Ar 3d10 4s2 例：写出例：写出Zn的的简化电子排布式。简化电子排布式。试写出试写出8号、号、14号、号、26号元素的简化排布式
15、？号元素的简化排布式？氧：氧：1s22s22p4硅：硅：1s22s22p63s23p2铁：铁：1s22s22p63s23p63d64s2【电子排布式电子排布式】：【简化电子排布式简化电子排布式】：氧：氧：He2s22p4硅：硅：Ne3s23p2铁：铁：Ar3d64s2 按原子核外电子按原子核外电子能量能量的差异，可以将的差异，可以将核外电子分为不同的能层即核外电子分为不同的能层即电子层电子层。由由内而外可以分为：内而外可以分为： 1、能层：、能层：例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的能层上，第一层2个电子，第二层8个电子，第三层1个电子。 【小结小结】 在多电子原子中，在多电子原子中，同
16、一同一能层能层的电子，能量也可能的电子，能量也可能不同，可以将它们分为不同的不同，可以将它们分为不同的能级能级。（就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。 ）各能层上的能级是不一样的。 能级的符号能级的符号和所能容纳的最多和所能容纳的最多电子数电子数如下：如下：2、能级、能级:能层能层KLMNO能级能级最多最多容纳容纳电子电子1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026每一能层中每一能层中能级符号的顺序能级符号的顺序是是ns、np、nd、nf(n代表能层代表能层)任一能层的能级总从任一能层的能级总从s能级开始，能级开始，能级数能级数=能层序数能层序数。如：。如：第
17、一能层只有第一能层只有1个能级（个能级（ 1s ），），第二能层有第二能层有2个能级（个能级（ 2s、2p ），第三能层有），第三能层有3个能级（个能级（ 3s、3p、3d），第四能层有），第四能层有4个能级个能级（ 4s、4p、4d、4f），）， 以以s、p、d、f排序的排序的各能级可容纳的最多电子数各能级可容纳的最多电子数依次依次 为为1、3、5、7的二倍。的二倍。2818322n2随原子核电荷数递增，随原子核电荷数递增，随原子核电荷数递增，随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电绝大多数原子核外电绝大多数原子核外电绝大多数原子核外电子的排布遵循如右图子的排布遵循如右图子的排布遵循如右图子的
18、排布遵循如右图的排布顺序，填满一的排布顺序，填满一的排布顺序，填满一的排布顺序，填满一个能量低的能级后再个能量低的能级后再个能量低的能级后再个能量低的能级后再填一个能量高的新能填一个能量高的新能填一个能量高的新能填一个能量高的新能级，这个排布顺序被级，这个排布顺序被级，这个排布顺序被级，这个排布顺序被称为称为称为称为构造原理构造原理构造原理构造原理。注注:至少至少牢记牢记以下几个能级能量高低顺序：以下几个能级能量高低顺序：高高低低高高注：此处出现能级交错注：此处出现能级交错3、构造原理、构造原理1s2s 2p 3s 3p 4s 3d4.电子排布式：电子排布式：NaNa：1s1s2 22s2s2
19、 22p2p6 63s3s1 1能层序数能层序数该能级上排布该能级上排布的电子数的电子数能级符号能级符号K KL LM MFeFe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2K KL LM MN N先按构造原理先按构造原理充入电子充入电子。再按能层次序。再按能层次序书写书写，用数字在用数字在能级符号能级符号右上角右上角表明表明该能级上排布的电子数。该能级上排布的电子数。【简化电子排布式简化电子排布式】Ne3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体表示钠的内层电子排布与稀有气体元素元素Ne的核外电子排布相同的核外电子排布相同简化为简化为如：如：N
20、a：1s22s22p63s1稀有气体元素符号稀有气体元素符号+外围电子外围电子该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构【作业作业】 1、阅读课本、阅读课本4-7页。页。2、阅读并填空、阅读并填空学习指导学习指导1-3页。页。3、学习指导学习指导3页：当堂双基达标。页：当堂双基达标。4、学习指导学习指导63页：课时作业、页：课时作业、要求：会书写要求：会书写【1-36号元素电子排布式号元素电子排布式】氢：氢：1s1 氦：氦：1s2 锂：锂：1s22s1 铍：铍：1s22s2 硼：硼：1s22s22p1 碳：碳：1s22s22p2 氮：氮：1s22s22p3 氧
21、：氧：1s22s22p4 氟：氟：1s22s22p5 氖：氖：1s22s22p6 钠：钠：1s22s22p63s1 镁：镁：1s22s22p63s2 铝：铝：1s22s22p63s23p1 硅：硅：1s22s22p63s23p2 磷：磷：1s22s22p63s23p3 硫：硫：1s22s22p63s23p4 氯：氯：1s22s22p63s23p5 氩：氩：1s22s22p63s23p6 钾：钾：1s22s22p63s23p64s1 钙：钙：1s22s22p63s23p64s2 钪：钪：1s22s22p63s23p63d14s2 钛：钛：1s22s22p63s23p63d24s2 矾：矾：1s2
22、2s22p63s23p63d34s2 铬：铬：1s22s22p63s23p63d54s1 锰：锰：1s22s22p63s23p63d54s2 铁：铁：1s22s22p63s23p63d64s2 钴：钴：1s22s22p63s23p63d74s2 镍：镍：1s22s22p63s23p63d84s2 铜：铜：1s22s22p63s23p63d104s1 锌：锌：1s22s22p63s23p63d104s2 镓：镓：1s22s22p63s23p63d104s24p1 锗：锗：1s22s22p63s23p63d104s24p2 砷：砷：1s22s22p63s23p63d104s24p3 硒：硒：1s2
23、2s22p63s23p63d104s24p4 溴：溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5 氪：氪：1s22s22p63s23p63d104s24p6【练习】写出（1-36号）元素原子的电子排布式：见投影元素原子的电子排布：（1-36号）氢 H 1s1.钠 Na 1s22s22p63s1.钾 K 1s22s22p63s23p64s1 【Ar】4s1.有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如：铬 24Cr Ar3d54s1铜 29Cu Ar3d104s1写出下列元素原子的电子排布式：写出下列元素原子的电子排布式：C 、 O 、 Si、 P21Sc 、 25Mn
24、、 27Co、 36Kr1、下列粒子中，电子排布式为、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（的有（ ） ASc3+ BMg2+ CCl- DBr-2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（、下列化学用语，不能表示氯离子的是（ ）ACl-D1s22s22p63s23p6BCBAC3、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ） AE(4s)E(3s)E(2s)E(1s) BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s) C
25、E(5s)E(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E(4s)E(4f)E(3d)AB4、某元素原子的价电子构型为某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表的位置则此元素在周期表的位置是是_第第3周期，第周期，第VIA族族能层能层一一二二三三四四五五六六七七符号符号能级能级最多电子数最多电子数K L M N O P Q 电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动运动，在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的的能量差异，
26、可以将核外电子分成不同的能层能层。同一能层同一能层的电子，能量也可不同的电子，能量也可不同，可以把它们分成可以把它们分成能级能级。1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P 226261026101426注注:在每一能层中在每一能层中,能级符号的顺序是能级符号的顺序是nsnpndnf.(n代表能层），代表能层），每一个能层最多可容纳的电子数为每一个能层最多可容纳的电子数为2n2n2 2个，个，任一能层的能级数等于该能层的序数。任一能层的能级数等于该能层的序数。复习回忆复习回忆复习回忆复习回忆1、原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的电子数、原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能
27、层的序数间有什么关系？与能层的序数间有什么关系？2、不同的能层分别有多少个能级？与能层的序数间有、不同的能层分别有多少个能级？与能层的序数间有什么关系？什么关系？3、英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数是否相、英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数是否相同同？各级上所能容纳的电子数分别是多少？各级上所能容纳的电子数分别是多少？2n2能层序数能层序数=能级个数能级个数相同相同.如：如：1s2 2s2 3s2分别是分别是1 1、3 3、5 5、7 7的的2 2倍倍1 1、以下能级符号正确的是（、以下能级符号正确的是（ ）A A、6s B6s B、2d C2d C、3f D3f D、7p7p2 2
28、、若、若n n=3=3，以下能级符号错误的是（，以下能级符号错误的是（ ）A An n p Bp Bn n f Cf Cn n d Dd Dn n s s 课堂练习课堂练习ADB3、下列各电子能层中，不包含、下列各电子能层中，不包含 d 能级的是能级的是 （ ）A、N能层能层 B、M能层能层 C、L能层能层 D、K能层能层CD 电子填入轨道次序图电子填入轨道次序图1s1s2s 2p2s 2p3s 3p 3s 3p 4s 3d 4p 4s 3d 4p 5s 4d 5p5s 4d 5p6s 4f 5d 6p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p 7s 5f 6d 7p 能量相近的能量相近的能
29、级划为一能级划为一组组, ,称为能级称为能级组组第一能级组第一能级组第二能级组第二能级组第三能级组第三能级组第四能级组第四能级组第五能级组第五能级组第六能级组第六能级组第七能级组第七能级组通式：通式：nsns(n-2)f(n-2)f、(n-1)d(n-1)d、npnp构造原理中排布顺序的实质构造原理中排布顺序的实质 -各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 1)相同能层的不同能级的能量高低顺序相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： nsnpndnf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： 1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d3) 不同层不同能级可由
30、下面的公式得出不同层不同能级可由下面的公式得出: ns (n-2)f (n-1)d E(3s) E(2s) E(1s) BE(3d) E(4s) E(3p) E(3s) CE(5s) E(4f) E(4s) E(3d) DE(5s) E(4s) E(4f) E(3d)AB结构示意图结构示意图电子排布电子排布式式电子排布图（轨道电子排布图（轨道表示式）表示式）铁铁原原子子1s22s22p63s23p63d64s2请你通过比较、归纳，分别说出请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。能反映的粒子结构信息。 结构示意图：结构示意图：能直观地反映核内的质子数和
31、核外的能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。和各能级上的电子数。轨道表示式：轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。上的电子分布情况，自旋方向。 题型二、核外电子排布：电子排布式、题型二、核外电子排布：电子排布式、轨道表示式轨道表示式1、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（ ） A.氢原子的氢原子的2s轨道能量较轨道能量较3p能级低能级低 B
32、.锂原子的锂原子的2s与与5s 轨道皆为球形分布轨道皆为球形分布 C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的增加，数的增加，p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D.能层能层n4的原子轨道最多可容纳的原子轨道最多可容纳16个电子个电子课堂练习课堂练习CD2 2、基态碳原子的最外能层的各能级中，、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（电子排布的方式正确的是（ ） A B C DC课堂练习课堂练习例例2：已知下列元素原子的外围电子构型为：已知下列元素原子的外围电子构型为：3S2、4S2、4S24P1、3S23P3 、3d54S2。它。它们分别属于第几周期？第几族？最高化合们分别属于第几周期？第几族？最高化合价是多少？价是多少？题型三、外围电子构型题型三、外围电子构型
