能層與能級2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第1課時能層與能級

1、了解人類認(rèn)識原子的過程2、進(jìn)一步認(rèn)識原子核外電子的分層排布3、知道原子核外電子的能層和能級分布及其能量關(guān)系4、能用符號表示原子核外的不同能級。課程目標(biāo)人類認(rèn)識原子的過程人類在認(rèn)識自然的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)的艱辛，正是因為有了無數(shù)的探索者，才使人類對事物的認(rèn)識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質(zhì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的科學(xué)理論，還會隨著人類對客觀事物的認(rèn)識而不斷地深入和發(fā)展。近代科學(xué)原子論（1803年）一切物質(zhì)都是由最小的不能再分的粒子——原子構(gòu)成。原子模型：原子是堅實的、不可再分的實心球。英國化學(xué)家道爾頓（J.Dalton,1766～1844)道爾頓原子模型原子并不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒

——湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子(1897年)電子是種帶負(fù)電、有一定質(zhì)量的微粒，普遍存在于各種原子之中。湯姆生原子模型（1904年）：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了電荷，從而形成了中性原子。原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，電子像面包里的葡萄干鑲嵌其中。英國物理學(xué)家湯姆生（J.J.Thomson,1856～1940）湯姆生原子模型湯姆生原子模型湯姆生α粒子散射實驗（1909年）

——原子有核盧瑟福和他的助手做了著名α粒子散射實驗。根據(jù)實驗，盧瑟福在1911年提出原子有核模型。盧瑟福原子模型（又稱行星原子模型）：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在原子核外空間繞核做高速運動。英國科學(xué)家盧瑟福（E.Rutherford,1871～1937)盧瑟福原子模型α粒子散射實驗Au盧瑟福原子模型玻爾原子模型（1913年）玻爾借助誕生不久的量子理論改進(jìn)了盧瑟福的模型。玻爾原子模型（又稱分層模型）：當(dāng)原子只有一個電子時，電子沿特定球形軌道運轉(zhuǎn)；當(dāng)原子有多個電子時，它們將分布在多個球殼中繞核運動。不同的電子運轉(zhuǎn)軌道是具有一定級差的穩(wěn)定軌道。丹麥物理學(xué)家玻爾（N.Bohr,1885～1962)1920年，玻爾在他提出的氫原子模型（1913年）基礎(chǔ)上，提出構(gòu)造原理，即從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入原子核外“殼層”的順序，由此開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期律的篇章。5年后（1925年），玻爾的“殼層”落實為“能層”與“能級”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。玻爾原子模型（1913年）電子云模型電子云模型（1935年）現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說

人類在認(rèn)識自然的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)的艱辛，正是因為有了無數(shù)的探索者，才使人類對事物的認(rèn)識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質(zhì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的科學(xué)理論，還會隨著人類對客觀事物的認(rèn)識而不斷地深入和發(fā)展。氫原子電子云圖14原子原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）不顯電性（負(fù)電）（正電）（不帶電）分層排布與物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)

【知識?回顧】一、能層與能級1、能層

核外電子按

不同分成能層。電子的能層由內(nèi)向外排序，其序號、符號以及所能容納的最多電子數(shù)如下：能量依據(jù)核外電子的能量不同：離核遠(yuǎn)近：近遠(yuǎn)

能量高低：核外電子分層排布1234567KLMNOPQ能層越高，電子的能量

，能量的高低順序為E（K）

E（L）

E（M）

E（N）<E（O）<E（P）<E（Q）越高<<<低高2、能級能級的符號和所能容納的最多電子數(shù)如下：在多電子原子中，同一能層的電子，還被分成不同能級。①任一能層的能級總是從

能級開始，能級數(shù)等于該能層序數(shù)。②能級的字母代號總是按s、p、d、f......排序的，字母前的序數(shù)是它們所處的能層序數(shù)，每個能級最多可容納的電子數(shù)依次為自然數(shù)中的奇數(shù)序列

、

、

、

...的2倍。

③多電子原子中，同一能層不同能級的能量順序：E（ns）

E（np）

E（nd）

E（nf）......s1357<<<

【思考與討論】1.一個能層的能級數(shù)與能層序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系？一個能層最多可容納的電子數(shù)與能層序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系？提示：能層的能級數(shù)等于該能層序數(shù)。一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個。

【思考與討論】2.以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個電子？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)是否相同？提示：以s、p、d、f為符號的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7的二倍!3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)相同。

【思考與討論】3.第五能層最多可容納多少個電子？它們分別容納在幾個能級中？各能級最多容納多少個電子？提示：第五能層最多可容納50個電子；5個能級；各能級最多容納電子數(shù)分別為2,6,10,14,18個。（1）各能層最多能容納2n2個電子。即：能層序號1234567

符號KLMNOPQ

最多電子數(shù)281832507298（2）最外層電子數(shù)目不超過8個（K層為最外層時不超過2個）；次外層電子數(shù)最多不超過18

個；倒數(shù)第三層不超過32個。小結(jié)：原子核外電子分層排布規(guī)律：（3）核外電子總是盡先排滿能量最低、離核最近的能層，然后才由里往外，依次排在能量較高能層。而失電子總是先失最外層電子。注意：

以上幾點是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時滿足各項要求?！纠}1】判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)能層就是電子層，包含不同的能級()(2)能層越高，離原子核越遠(yuǎn)()(3)ns、np、nd最多容納的電子數(shù)均為2()(4)每一能層均包含s、p、d、f能級()√√××【例題2】下列能層中，包含f能級的是()A．K能層 B．L能層C．M能層 D．N能層答案：D解析：K能層是第一能層，只有1s能級；L能層是第二能層，有兩個能級，即2s和2p；M能層是第三能層，有三個能級，即3s、3p、3d；N能層是第四能層，有四個能級，即4s、4p、4d、4f。根據(jù)能級數(shù)等于能層序數(shù)，只有能層序數(shù)≥4的能層才有f能級?！纠}3】下列能級符號表示錯誤的是(

)A.6s

B.3d

C.3f

D.5p答案：C【例題4】在多電子原子里，把電子運動的能量不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層稱作為電子層。電子層模型被稱為洋蔥式結(jié)構(gòu)，如圖所示：根據(jù)電子層模型，判斷下列說法不正確的是()A．多電子原子的核外電子是分層運動的B