高中化学《原子结构》微课精讲+知识点+教案课件+习题
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知识点：
一.原子结构
1.能级与能层
2.原子轨道
3.原子核外电子排布规律
⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。
说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
（2）能量最低原理
现代物质结构理论证实，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，简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。
（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。
（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。比如，p3的轨道式为
洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。
前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
4. 基态原子核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式
①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。
②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。
(2)电子排布图(轨道表示式)
每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。
如基态硫原子的轨道表示式为
二.原子结构与元素周期表
1.原子的电子构型与周期的关系
(1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。
每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。He核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。
(2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。
2.元素周期表的分区
(1)根据核外电子排布
①分区
②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点
③若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第Ⅷ族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。
三.元素周期律
1.电离能、电负性
（1）电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去1个电子。在同一周期的元素中，碱金属(或第ⅠA族)第一电离能最小，稀有气体(或0族)第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的第二电离能比第一电离能要大
（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性在1.8左右。它们既有金属性，又有非金属性。
（3）电负性的应用
①判断元素的金属性和非金属性及其强弱
②金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
③金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
④同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。
2.原子结构与元素性质的递变规律
3.对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
视频教学：
练习：
1.下列叙述正确的是()
A.电子的能量越低，运动区域离核越远
B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时，最多可排布18个电子
2.下列有关主族元素的说法中肯定错误的是()
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
3.已知A的原子序数是x，B2－与A3＋具有相同的电子层结构，则B元素的原子序数为()
A.x＋5 B.x－5
C.x＋1 D.x－1
4.根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息 | 元素名称 | 原子结构示意图 |
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半 | ||
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍 | ||
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同 | ||
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的3 |
5.已知元素X和Y的核电荷数均小于18，最外层电子数分别为n和(m－5)，次外层分别有(n＋2)个和m个电子，据此推断元素X和Y，其名称为X________，Y________。
课件：
教案：
[学习目标定位]1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系。
2.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。
【教学重点】.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。
【教学过程】
一、电子层
1.电子的能量
(1)在多电子原子里，电子的能量不同。
(2)在离核近的区域运动的电子的能量较低，在离核远的区域运动的电子的能量较高。
2.电子层
(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 | 电子层数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
字母代号 | K | L | M | N | O | P | Q | |
离核远近 | 由近到远 | |||||||
能量高低 | 由低到高 |
3.电子层的表示方法
(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：
(2)原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：
阳离子：核外电子数小于核电荷数。
阴离子：核外电子数大于核电荷数。
活学活用：
1.下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是()
①核外电子是分层运动的 ②所有电子在同一区域里运动 ③能量高的电子在离核近的区域内运动 ④能量低的电子在离核近的区域内运动
A.①④ B.②③
C.①③ D.②④
答案 A
2.排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是()
A.K层 B.L层
C.M层 D.N层
答案 A
二、原子核外电子的排布规律
1.完成下列表格：
核电荷数 | 元素名称 | 元素符号 | 各电子层的电子数 | |||
K | L | M | N | |||
1 | 氢 | H | 1 | |||
8 | 氧 | O | 2 | 6 | ||
11 | 钠 | Na | 2 | 8 | 1 | |
17 | 氯 | Cl | 2 | 8 | 7 | |
18 | 氩 | Ar | 2 | 8 | 8 | |
19 | 钾 | K | 2 | 8 | 8 | 1 |
2.观察分析上表，元素原子核外电子排布的规律特点：(1)原子核外电子分层排布；(2)K层最多容纳电子数为2；(3)L层最多排8个电子；(4)最外层电子数不超过8个等。
【归纳总结】
原子核外电子的排布规律
(1)能量规律：根据电子能量由低到高，依次在由内向外的电子层上排布。
(2)数量规律：每层最多容纳2n2个电子，最外层电子数目不超过8个，次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
特别提醒 核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为
【活学活用】
3.下列关于原子结构的叙述中正确的是()
A.所有的原子核都由质子和中子构成
B.原子的最外层电子数不超过8个
C.稀有气体原子的最外层电子数均为8个
D.原子的次外层电子数都是8个
答案 B
4.在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n＋1)层最多能多10个，则此电子层是()
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
答案 C
【学习小结】
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