人教高中化学第1讲 原子结构与性质（教案）.doc

第1课时　必备知识——原子结构与性质
知识清单
[基本概念]①能层；②能级；③原子轨道；④基态和激发态；⑤原子光谱；⑥电子排布图(或轨道表示式)；⑦电离能；⑧电负性
[基本规律]①能量最低原理；②泡利原理；③洪特规则；④电离能的变化规律及应用；⑤电负性的变化规律及应用
知识点1　原子核外电子排布
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)
在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层，通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级
同一能层里的电子的能量也可能不同，又可将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。
(3)原子轨道
原子半径就是指电子在原子核外的一个空间运动状态，即电子在核外经常出现的区域，其中电子云轮廓图就是这种区域的描述，故这种电子云轮廓图就是原子轨道形象化的描述。
原子轨道
轨道形状
轨道数目
s
球形
1
p
哑铃形(或纺锤形)
3
d
5
f
7
第一能层(K)只有s能级，有1个原子轨道；第二能层(L)有s、p两种能级，有4个原子轨道；第三能层(M)有s、p、d三种能级，有9个原子轨道，其中同一能级的不同原子轨道具有相同的能量。
2．基态原子核外电子排布的三个规律
(1)能量最低原理：电子总是尽先占有能量最低的原子轨道，然后依次进入能量较高的原子轨道，使整个原子的能量处于最低状态。其中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。其构造原理示意图如下：
由构造原理可知，从第三能层开始，不同能层的能级出现交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等，即E(ns)＜E[(n－2)f]＜E[(n－1)d]＜E(np)，其中n表示能层数。
(2)泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。例如，2s2的电子排布为，不能表示为。
(3)洪特规则：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1个轨道，且自旋状态相同。例如，2p3的电子排布为2p,，不能表示为
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，例如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
3．基态原子(离子)核外电子排布式的表示方法
(1)核外电子排布式
按电子排入各能层中不同能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。例如，Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为：[Ar]3d104s1。
(2)价电子排布式
表示原子核外价层电子排布的式子。例如，基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，价电子排布式为3d64s2。
价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
(3)电子排布图(轨道表示式)
用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，表示核外电子排入各能层中不同能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写的图形(或式子)。
例如，基态S原子： ，核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。
4．原子状态与原子光谱
(1)基态和激发态
①基态原子：处于最低能量的原子。
②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级状态的原子。
(2)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，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6(　　)
(2)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2(　　)
(3)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)(　　)
(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则(　　)
(5)磷元素基态原子的电子排布图为
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
[通关2] (人教选修3·P12，6题改编)下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是(　　)
答案　C
[通关3] (1)(2020·天津卷·13(1))Fe、Co、Ni在周期表中的位置为___________