选修3第一章原子结构第1节原子结构模型
选修3第一章原子结构第1节原子结构模型测试题
2019.9
1,写出具有下列电子排布的原子或离子的元素符号：
1s22s22p63s23p6
2,已知某元素的原子序数排在氪元素的原子序数之前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的原子轨道内，电子恰好为半充满，则该元素的名称，位于第周期，第族。
3,在某一周期(其稀有气体原子的外层电子构型为4s24p6)中有A，B，C，D四种元素，已知它们的最外层电子数分别为1，2，2，7；A，C的次外层电子数为8，B的次外层电子数为14，D的次外层电子数为18，则：（1）写出A、B、C、D的元素符号：A ，B ，C ，D ，（2）画出B元素的原子结构示意图。
4,有6个电子处于n=3，l=2的能级上，推测该元素的原子序数，并根据洪特规则推测在d轨道上未成对的电子数有几个？
5,下列说法中正确的是（）
A．所有的电子在同一区域里运动 B．处于最低能量的原子叫基态原子
C．能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域
运动
D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多
6,道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子--分子学说的观点看，你认为不正确的是（）
A．只有① B．只有② C．只有③ D．①②③
7,下列能级中轨道数为3的是（）
A．S能级 B．P能级 C．d能级 D．f能级
8,以下能级符号正确的是（）
A．6s B．2d C．3f D．1p
9,下列哪个能层中包含d能级的是（）
A．N B．M C．L D．K 10,同一原子的基态和激发态相比较
（）
A．基态时的能量比激发态时高 B．基态时比较稳定
C．基态时的能量比激发态时低 D．激发态时比较稳定
测试题答案
1, P3-、S2-、Cl-、Ar、Na+、Mg2+、Al3+
2, 铁，四，Ⅷ
3, （1） K Fe Ca Br
4, 从”有6个电子处于n=3，l=2的能级”中可得3d6
所以电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2本在d轨道上未成对的电子数
有4个
5, BC
6, D
7, C
8, A
9, AB
10, BC
2018届高三化学(人教版)一轮复习选修3第1节原子结构与性质Word版含答案
选修3 物质结构与性质 第一节 原子结构与性质 基础知识整合] 1．能层、能级和原子轨道 (1)轨道形状??? s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形 (2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。 (3)能量关系??????? ①相同能层上原子轨道能量的高低：n s (1)能量最低原理：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：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。 构造原理示意图： (2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 (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一个轨道，且自旋状态相同。 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 4．电子的跃迁与原子光谱 (1)电子的跃迁 ①基态―→激发态： 当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。 ②激发态―→基态： 激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。 第一章第1节原子结构模型 班级姓名学号命题：刘刚审题：刘金娥2018.10.8 【学习目标】 1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态； 2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出 光子，并了解其应用。 3．了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原 子核外电子的排布规律。 4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型 方法在探索原子结构中的应用。 5知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。 【知识回顾】（必修2） 1.原子序数：含义： （1）原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝＝＝＝。（3） 原子组成的表示方法 a. 原子符号：A z X A z b. 原子结构示意图： c.电子式： d.符号表示的意义： A B C D E （4）特殊结构微粒汇总： 无电子微粒无中子微粒 2e-微粒8e-微粒 10e-微粒 18e-微粒 2.元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右 排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有 上到下排成纵行，叫族。 （2）结构： 各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 2 2 第二周期 8 10 第三周期 8 18 第四周期 18 36 第五周期 18 54 第六周期 32 86 不完全周期 第七周期 26 118 ②族 族序数 罗马数字 用表示；主族用 A 表示；副族用 B 表示。 主族 7个 副族 7 个 第VIII 族是第8、9、10纵行 零族是第 18 纵行 阿拉伯数字：1 2 3 4 5 6 7 8 罗马数字： I II III IV V VI VII VIII （3）元素周期表与原子结构的关系： ①周期序数＝ 电子层数 ②主族序数＝ 原子最外层电子数＝元素最高正化合价数 (4)元素族的别称：①第ⅠA 族：碱金属 第ⅠIA 族：碱土金属②第ⅦA 族：卤族元素 ③第0族：稀有气体元素 3、 有关概念： （1） 质量数： （2） 质量数（ ）＝ （ ）＋ （ ） （3） 元素：具有相同 的 原子的总称。 （4） 核素：具有一定数目的 和一定数目 的 原子。 （5） 同位素： 相同而 不同的同一元素的 原子，互称同位素。 高中化学学习材料 唐玲出品 《化学反应原理》第一章第一节原子结构模型随堂练习 1．在物质结构研究的历史上，首先提出原子内有电子学说的科学家是( ) A．道尔顿 B．卢瑟福 C．汤姆生 D．波尔 2．以下现象与核外电子的跃迁有关的是( ) ①霓虹灯发出有色光②棱镜分光③激光器产生激光④石油蒸馏⑤凸透镜聚光⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花⑦日光灯通电发光⑧冷却结晶 A、①③⑥⑦ B、②④⑤⑧ C、①③⑤⑥⑦ D、①②③⑤⑥⑦ 3．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因( ) A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 4．以下能级符号不正确的是( ) A．3s B．3p C．3d D．3f 5．下列能级轨道数为3的是：( ) A．s能级B．p能级 C．d 能级 D． f能级 6．同一能层又可划分不同的能级，以s、p、d、f 等表示。各能层中s、p、d、f能级上最多可容纳的电子数依次为：( ) A．1、3、5、7 B．2、6、10、14 C．1、2、3、4 D．2、4、6、8 7．能够确定核外电子空间运动状态的量子数组合为( ) A．n、l B． n、l、m s C．n、l、m D． n、l、m 、m s 8．钠原子的黄色光表现出的双线结构与下列哪个量有关( ) A．主量子数n B．角量子数l C. 磁量子数m D．自旋磁量子数m s 9．磁量子数m决定了原子轨道在空间的伸展方向，共有多少种( ) A．m种 B．n+ l种 C. 2 n种D．2 l +1种 10．能说明两个电子具有相同的能级的量子数为( ) A．n B．n、 m 第一节原子结构模型 知识结构梳理： （一）、原子结构的演变： 1、原子结构模型的演变过程：古代原子学说→道尔顿原子模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型。 道尔顿原子模型： 1808年英国自然科学家约翰·道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。他的理论主要有以下三点： ①原子都是不能再分的粒子②同种元素的原子的各种性质和质量都相同③原子是微小的实心球体 汤姆生葡萄干布丁模型： 1904年汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型，汤姆生认为： ①电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。 ②在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。 卢瑟福核式模型： 1911年以经典电磁学为理论基础，提出了卢瑟福行星模型主要内容有： ①原子的大部分体积是空的②在原子的中心有一个很小的原子核③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 卢瑟福的原子结构理论遇到的问题：根据卢瑟福的原子结构模型和经典的电磁学观点，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？（氢原子从一个电子层跃迁到另一个电子层时，吸收或释放一定的能量，就会吸收或释放一定波长的光，所以得到线状光谱） 波尔的轨道模型： 1913年为了解释氢原子线状光谱这一事实，玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是： ①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，不辐射能量； ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），轨道能量值依n（1，2，3，...）的增大而升高。而不同的轨道则分别被命名为K（n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)、P(n=6)。（电子的能量是量子化的。） ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 2、基态：电子处于能量最低的状态，称为基态。 激发态：电子能量处于高于基态的状态，称为激发态。 第1节原子结构模型练习 1.玻尔原子结构的基本观点是： ①原子中的电子在具有的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量。 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的，即能量是一份一份的，不能任意连续变化而只能取某些不连续的数值。轨道能量依n值（1，2，3…）的增大而升高，n称为量子数。对氢原子而言，电子处在n=1轨道时能量最低，称为；能量高于基态的状态，称为。 ③只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 2.玻尔原子结构模型的成功之处是 。 3.玻尔原子结构模型的最大不足之处是。 4.我们引入四个量子数是来描述原子中单个电子的运动状态，其中： ①用主量子数n来描述，n值表示的电子运动状态称为。 ②角量子数l表示同一电子层中具有不同状态的分层，从能量的角度，也常叫。在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有。若两个电子的n、l值均相同，说明。 ③对每一个确定的l，m值可取，共有个值。一旦确定了n、l、m，就确定了原子核外电子的，我们通常用表示n、l、m确立的核外电子的空间运动状态。 ④一旦确定了n、l、m和m s，就确定了。 5.假定有下列电子的各套量子数，指出可能存在的是（） A. 3，2，2，1/2 B. 3，0，－1，1/2 C. 2，2，2，2 D. 1，0，0，0 6. 下列各组量子数哪些是不合理的，为什么？ （1）n=2，l=1，m=0 （2）n=2，l=2，m=－1 （3）n=3，l=0，m=0 （4）n=4，l=1，m=1 （5）n=2，l=0，m=－1 （6）n=4，l=3，m=4 7. 磁量子数决定了原子轨道在空间的伸展方向，共有多少种（） A. m种 B. n+1种 C. 2n种 D.2l+1种 8. 在多电子原子中，具有下列各组量子数的电子中能量最高的是（） A. 3、2、＋1、＋ 2 1 B. 2、1、＋1、－ 2 1 C. 3、1、0、－ 2 1 D. 3、1、－1、－ 2 1 9. 主量子数n=3能级层中电子的空间运动状态有几种（） A. 4 B. 7 C. 8 D. 9 10. 在下表中填充合理的量子数。 11. 试回答：n=3，l有多少可能值？共有多少个轨道？电子的最大可能状态数为多少？ 12. 玻尔理论不能解释（） A. H原子光谱为线状光谱 B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量—电磁波 C. H原子的可见光区谱线 D. H原子光谱的精细结构 13. 写出具有下列指定量子数的原子轨道符号 （1）n=2，l=1 （2）n=3，l=0 （3）n=5，l=2 （4）n=4，l=3 14. 2p轨道的磁量子数可能有（） A. 1,2 B. 0,1,2 C. 1,2,3 D. 0,＋1,－1 15. (1)当n＝4时，l的可能值是多少？(2)当n＝4时，轨道的总数时多少？各轨道的量子数取值是什么？ 第1课时原子结构模型 【学习目标】 1.了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。 2.知道原子光谱产生的原因。 3.能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱 4、理解原子轨道和电子云的意义。 【学习难点】：原子轨道和电子云的概念 【教学过程】 【复习回顾】、必修中学习的原子核外电子排布规律： (1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分 为______个电子层，也可称为能层，分别为： 第一、二、三、四、五、六、七……电子(能)层符号表示、、、、、、…… 能量由低到高 (2)原子核外各电子层最多容纳个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过个(K层为最外层时不能超过 个电子)。 (4)次外层电子数目不能超过个(K层为次外层时不能超过个)， 倒数第三层电子数目不能超过个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排个电子；当M层不是最外层时，最多可排个电子 2.核外电子总是尽量先排布在能量较的电子层，然后由向，依 次排布在能量逐步的电子层(能量最低原理)。 例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的电子层上，第一层个电子，第二层个电子，第三层个电子。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。原子结构示意图为： 一、原子结构理论发展史： 1.1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学 家，1903年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出 的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。 二、氢原子光谱 人们常常利用仪器将物质吸收光或以射不的波长和强度分布记录下来，得到所谓的光谱，光谱分为和氢原子光谱为。丹麦科学家玻尔在原子模型的基础上提出了的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁，而电子所处的的能量是。 三、玻尔原子结构模型 1.玻尔原子结构模型基本观点： （1）原子中的电子在具有________的圆周轨道上绕原子核运动，并且_______能量。可理解为行星模型，这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。（2）定态假设：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E)，而且能量是_________的，即能量是“一份一份”的。各电子层能量差具有不连续性，既E3-E2≠E2-E1。 （3）只有当电子从一个轨道(能量为E i)跃迁到另一个轨道时，才会____________能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来，就形成了______________。 2.玻尔原子结构模型理论成功地解释了氢原子光谱是____________光谱的实验事实，但不能解决氢原子光谱的精细结构问题和多原子复杂的光谱现象。 四、原子轨道、电子层与能级 1、原子轨道是描述，原子轨道的空间分布在 中表示出来，S轨道在三维空间分布图形为，具有对称性，P轨道轴对称。 2、电子层：用量子数n来描述，n的取值为正整数1,2,3,4…，对应符号为，n值越大，电子离核，能量。对于同一电子层，分为若干能级，如n=2时，有和，如n=3时， 第1节 原子结构模型 1．了解玻尔原子结构模型的基本观点及如何用其解释氢原子光谱的特点。 2．能应用量子力学对原子核外电子的运动状态进行描述。(重点) 3．了解原子轨道和电子云的含义。(难点 ) 1．不同时期的原子结构模型 2．光谱和氢原子光谱 (1)光谱 ①概念：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来的谱线。 ②形成原因：电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量。 (2)氢原子光谱：属于线状光谱。 氢原子外围只有1 个电子，故氢原子光谱只有一条谱线，对吗？ 【提示】 不对。 3．玻尔原子结构模型 (1)基本观点 ①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。 ②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 (1)道尔顿原子学说涉及到原子内部结构。(×) (2)氢原子光谱属于线状光谱。(√) (3)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。(×) (4)焰色反应与电子跃迁有关，属于化学变化。(×) [核心·突破] 1．光谱 (1)基态原子吸收能量 释放能量激发态原子。 (2)同一原子不同状态的能量激发态大于基态；不同原子的能量不一定存在激发态大于基态。 (3)基态原子和激发态原子相互转化时吸收或释放能量，形成光谱。 (4)光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。如焰色反应产生的原因是原子中的电子在能量不同轨道上跃迁。 2．玻尔原子结构模型 (1)基本观点：①电子在确定的轨道上运动 ②轨道能量是量子化的 ③电子跃迁产生能量变化 (2)意义：①成功解释了氢原子的线状光谱 ②说明核外电子是分层排布的 (3)不足：无法解释复杂光谱问题 [题组·冲关] 1．下列有关化学史知识错误的是( ) A ．原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑 B ．俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了元素周期表 C ．意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念 高中化学选修3第一章第一节原子结构(第1课时) 教学设计 东风高级中学杜先军 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 教学过程： 1、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 现代大爆炸宇宙学理论认为，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。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律： 核外电子排布的尸般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次 排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳29’个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子 (4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒 数第三层电子数目不能超过32个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子 〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？ 2、能层与能级 由必修的知识，我们已经知道多电子原子的核外电子的能量是不同的，由内而外可以分为：第一、二、三、四、五、六、七……能层 符号表示K、L、M、N、O、P、Q…… 能量由低到高 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。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下： 能层一二三四五六七…… 符号K L M N O P Q…… 最多电子数 2 8 18 32 50…… 选修3第一章原子结构第1节原子结构模型测试题 2019.9 1,写出具有下列电子排布的原子或离子的元素符号： 1s22s22p63s23p6 2,已知某元素的原子序数排在氪元素的原子序数之前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的原子轨道内，电子恰好为半充满，则该元素的名称，位于第周期，第族。 3,在某一周期(其稀有气体原子的外层电子构型为4s24p6)中有A，B，C，D四种元素，已知它们的最外层电子数分别为1，2，2，7；A，C的次外层电子数为8，B的次外层电子数为14，D的次外层电子数为18，则：（1）写出A、B、C、D的元素符号：A ，B ，C ，D ，（2）画出B元素的原子结构示意图。 4,有6个电子处于n=3，l=2的能级上，推测该元素的原子序数，并根据洪特规则推测在d轨道上未成对的电子数有几个？ 5,下列说法中正确的是（） A．所有的电子在同一区域里运动 B．处于最低能量的原子叫基态原子 C．能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域 运动 D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多 6,道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子--分子学说的观点看，你认为不正确的是（） A．只有① B．只有② C．只有③ D．①②③ 7,下列能级中轨道数为3的是（） A．S能级 B．P能级 C．d能级 D．f能级 8,以下能级符号正确的是（） A．6s B．2d C．3f D．1p 9,下列哪个能层中包含d能级的是（） A．N B．M C．L D．K 10,同一原子的基态和激发态相比较 （） A．基态时的能量比激发态时高 B．基态时比较稳定 C．基态时的能量比激发态时低 D．激发态时比较稳定 测试题答案 选修三第一章第1节原子结构第三课时 作者: 日期: 第一节原子结构 第3课时 【学习目标】 1. 了解电子云和原子轨道的含义。 2. 知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 【学习过程】 【课前预习】 1. 电子云： ____________________________________________ 。电子云是核外电子运动状态的形 象化描述。 2. 原子轨道：_________________________________________ 。s电子的原子轨道都是___________ 形的，p电子的原子轨道都是___________ 形的，每个p能级有3个原子轨道，他们相互垂直，分别以 表示。 3. 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先 单独占据一个轨道，而且自旋 方向相同，这个规则被称为 _____________________ 。 【知识梳理】 【练习】理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： (1)根据 __________ 的不同，原子核外电子可以分成不同的能层，每个能层上所能排布的最多 电子数为—，除K层外，其他能层作最外层时，最多只能有_电子。 (2)从上表中可以发现许多的规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级 数与_________________ 相等。请再写出一个规律 _______________________________________________ 。 五、电子云和原子轨道： (1)电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动。 电子云： S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 P的原子轨道是纺锤形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以P x、P y、F Z 第1章2019-2020学年高中化学第1章原子结构第1节原 子结构模型第1课时自我小测鲁科版选修3 夯基达标 1在物质结构研究的历史上，首先提出原子是一个实心球体的是( ) A．汤姆逊B．卢瑟福 C．道尔顿D．玻尔 2玻尔理论不能解释( ) A．氢原子光谱为线状光谱 B．在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不辐射能量 C．电子从一个轨道(能量为Ei)跃迁到另一个轨道(能量为Ej)时会辐射或吸收能量，且该能量与两个轨道的能量差有关 D．有外加磁场时氢原子光谱增加多条谱线 3对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( ) A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 4首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是( ) A．道尔顿B．门捷列夫 C．波尔 D．卢瑟福 5现在，科学家研究发现，质子和中子里面还有更小的微粒夸克，夸克是基本微粒不可分。目前普遍认为，质子和中子都是由称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为2/3e，d夸克带电量为－1/3e，e为基元电荷。下列论断可能正确的是( ) A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成 61913年，丹麦科学家玻尔第一次认识到氢原子光谱是氢原子的电子跃迁产生的。玻尔的原子结构理论，一个很大的成就是( ) 原子结构模型 (建议用时：40分钟) [合格过关练] 1．下列现象与电子的跃迁无关的是( ) A．燃放烟火B．霓虹灯广告 C．蜡烛燃烧D．平面镜成像 D [电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量，光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一，燃放焰火、霓虹灯广告、蜡烛燃烧等均与电子的跃迁有关系，平面镜成像是光线反射的结果，与电子的跃迁无关，故选D。] 2．下列能级中轨道数为3的是( ) A．s能级B．p能级 C．d能级D．f能级 B [s能级中轨道数为1，p能级中轨道数为3，d能级中轨道数为5，f能级中轨道数为7。] 3．下列说法中正确的是( ) A．电子云通常是用小点的多少来表示电子的多少 B．处于最低能量的原子叫基态原子 C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 B [A项，通常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小；C项，电子离核由近到远，能量由低到高；D项，电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱。] 4．对焰色试验的描述正确的是( ) A．焰色试验只是金属单质特有的性质 B．焰色试验是化学变化 C．焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 D．焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象 D [焰色试验是大多数金属元素的性质，是物理变化，从基态→激发态要吸收能量，从激发态→基态会辐射能量。] 5．下列各电子层中包含f能级的是( ) A．L B．N 第1节原子结构模型 【自学目标】 1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态； 2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子，并了解其应用。 3．了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外 电子的排布规律。 4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型 方法在探索原子结构中的应用。 5. 知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。 【自学助手】 1、原子结构理论发展史：1803年提出原子是一个“实心球体”的是英国化学家，1903 年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模 型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的 模型已成为现代化学的理论基础。 2．光谱分为和，氢原子光谱为。为了解释原子的稳定性和 的实验事实，丹麦科学家波尔在原子模型的基础上提出了的原子结 构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃 迁，而电子所处的的能量是。 3.核外电子的运动状态是由四个量子数决定的。其中，主量子数n的取值 为…，对应的符号为…，n越大，表明电子离核的平均距 离、能量，因此将n值所表示的电子运动状态称为。 在多电子原子中，角量子数l与一起决定着原子轨道的能量，若两个电 子所取的n、l值均相同，就表明这两个电子具有。对于确定的n值，l的取 值共个，分别是…，对应的符号为…，在一个电子 层中，l有多少个取值，就表示该电子层有多少个不同的（也称亚层）。 对每一个确定的l，m值可取，…，共个值；处于同一原子轨道 上的电子自旋状态只有种，分别 用来表示。一旦确定了n、l和m，就确定了即原子轨道， 再加上，即可完整描述原子中的电子运动状态。 4. 4p轨道的主量子数为，角量子数为，该亚层的轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳个电子。 【思维点拨】 原子结构模型 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是( ) A．道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题 B．汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的 C．卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系 D．玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱 【解析】道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，故A选项是错误的。汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题，故B选项是错误的。卢瑟福通过α粒子散射实验提出了核式原子结构模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，故C选项是正确的。玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，故D选项是错误的。 【答案】 C 2．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( ) A．一个小点表示1个自由运动的电子 B．1s轨道的电子云形状为圆形的面 C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D．1s轨道电子云小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小 【解析】由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，电子在该区域出现的概率大，不是在面上或内部，而是在整个区域。图中的小点不表示电子，而表示电子在此位置出现概率的大小。 第一章 原子结构与性质 相关知识回顾（必修2） 1. 原子序数：含义： （1） 原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝ ＝ ＝ ＝ 。 （2）原子组成的表示方法 a. 原子符号： A z X A z b. 原子结构示意图： c.电子式： d.符号 表示的意义： A B C D E （3）特殊结构微粒汇总： 无电子微粒 无中子微粒 2e-微粒 8e-微粒 10e-微粒 18e-微粒 2. 元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺 序从左到右排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按 电子层数递增的顺序有上到下排成纵行，叫族。 （2）结构： 各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 不完全周期 第七周期 ②族 族序数用 罗马数字 表示；主族用 表示；副族用 表示。 短周期 ①周期 （共 个） 短周期 副族个 第VIII族是第纵行 零族是第纵行 阿拉伯数字：1 2 3 4 5 6 7 8 罗马数字： （3）元素周期表与原子结构的关系： ①周期序数＝②主族序数＝＝ (4)元素族的别称：①第ⅠA族：第ⅠIA族：碱土金属 ②第ⅦA 族：③第0族：稀有气体元素 3、有关概念： （1）质量数： （2）质量数（）＝（）＋（） （3）元素：具有相同的原子的总称。 （4）核素：具有一定数目的和一定数目的 原子。 （5）同位素：相同而不同的同一元素的原子，互称 同位素。 （6）同位素的性质：①同位素的化学性质几乎完全相同②在天然存在的某种 元素里，无论是游离态还是化合态，各种元素所占的百分比是不变的。 （7）元素的相对原子质量： a、某种核素的相对原子质量＝ b、元素的相对原子质量＝ 练习：用A质子数B中子数C核外电子数D最外层电子数E电子层数填下列空格。 ①原子种类由决定②元素种类由决定 ③元素有无同位素由决定④同位素相对原子质量由决定 ⑤元素原子半径由决定⑥元素的化合价由决定 第1节原子结构模型 1．了解玻尔原子结构模型的基本观点及如何用其解释氢原子光谱的特点。2．能应用量子力学对原子核外电子的运动状态进行描述。(重点) 3．了解原子轨道和电子云的含义。(难点 ) 氢原 子光谱和玻尔的原子结构模型 [基础·初探] 1．不同时期的原子结构模型 2．光谱和氢原子光谱 (1)光谱 ①概念：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来的谱线。 ②形成原因：电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量。 (2)氢原子光谱：属于线状光谱。 氢原子外围只有1个电子，故氢原子光谱只有一条谱线，对吗？ 【提示】不对。 3．玻尔原子结构模型 (1)基本观点 运动轨迹原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量 能量在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的。轨道能 分布量依 n(量子数)值(1，2，3…)的增大而升高 电子跃迁对氢原子而言，电子处于n＝1的轨道时能量最低，称为基态，能量高于基态的状态称为激发态。电子在能量不同的轨道之间跃迁时，辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录下来，就形成了光谱 ①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。 ②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 (1)道尔顿原子学说涉及到原子内部结构。(×) (2)氢原子光谱属于线状光谱。(√) (3)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。(×) (4)焰色反应与电子跃迁有关，属于化学变化。(×) [核心·突破] 1．光谱 (1)基态原子吸收能量 释放能量 激发态原子。 (2)同一原子不同状态的能量激发态大于基态；不同原子的能量不一定存在激发态大于基态。 (3)基态原子和激发态原子相互转化时吸收或释放能量，形成光谱。 (4)光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。如焰色反应产生的原因是原子中的电子在能量不同轨道上跃迁。 2．玻尔原子结构模型 (1)基本观点：①电子在确定的轨道上运动 ②轨道能量是量子化的 ③电子跃迁产生能量变化 (2)意义：①成功解释了氢原子的线状光谱 ②说明核外电子是分层排布的 (3)不足：无法解释复杂光谱问题 [题组·冲关] 1．下列有关化学史知识错误的是( ) A．原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑 B．俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制了元素周期表 C．意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了分子的概念 原子结构模型 一、选择题 1．成功解释氢原子光谱为线状光谱的原子结构模型的是( ) A．卢瑟福原子结构模型 B．玻尔原子结构模型 C．量子力学模型 D．汤姆逊原子结构模型 解析：玻尔原子结构模型最早成功解释了氢原子光谱为线状光谱。汤姆逊原子结构模型只解释了原子中存在电子的问题(是在发现电子的基础上提出来的)，其原子结构模型为“葡萄干布丁”模型。卢瑟福原子结构模型是根据α粒子散射实验提出来的，解决了原子核的问题(带正电的部分集中在一个核上)。量子力学模型是在量子力学理论的基础上提出来的，是一个统计的结果。 答案：B 2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是 ( ) A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 解析：霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高的轨道上的电子会很快以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道。 答案：A 3．对焰色反应的描述正确的是( ) A．焰色反应只是金属单质特有的性质 B．焰色反应是化学变化 C．焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 D．焰色反应是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象 解析：焰色反应是大多数金属元素的性质，是物理变化，从基态→激发态要吸收能量，从激发态→基态会辐射能量。 答案：D 4．以下现象与核外电子的跃迁有关的是( ) ①霓虹灯发出有色光②棱镜分光③激光器产生激光④石油蒸馏⑤凸透镜聚光⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花⑦日光灯通电发光 高二化学选修3 物质结构与性质 第一章物质结构与性质教案 第一节原子结构：(第一课时) 教学目标 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 方法和过程：复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 课前预习： 1、对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的；各能层最多容纳的电子数为。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）＜E（f）。 2、在同一个原子中，离核越近，n越小的电子层能量。同一电子层中，各能级的能量按s、p、d、 f、……的次序 学习过程 1、原子结构理论发展 〖复习〗原子核外电子排布规律： 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子 〖思考〗这些规律是如何归纳出来的呢？ 2、能层与能级 理论研究证明，原子核外每一层所能容纳的最多电子数如下： 能层一二三四五六七…… 符号 K L M N O P Q…… 最多电子数 2 8 18 32 50…… 能级的符号和所能容纳的最多电子数如下： 能层 K L M N O …… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 高中化学第1节原子结构模型专项测试同步训练 2020.03 1,氢原子的3d 和4s 能级的能量高低是 ( ) A ．3d>4s B ．3d<4s C ．3d=4s D ．无3d,4s 轨道,无所谓能量 高低 2,当一个氢原子中的电子从2p 能级，向其他低能量能级跃迁时 ( ) A ．产生的光谱为吸收光谱 B ．产生的光谱为发射光谱 C ．产生的光谱线的条数可能是2 条 D ．电子的势能将升高. 3,大气中含有12C 和14C ，14C 的半衰期为5730年，由于宇宙线的作用，大气 中14C 与12C 的含量比基本不变。活的动植物体内14C 与12C 的含量比与大气的 相同。当它们死后，由于14C 的β衰变，14C 与12C 的含量不 断减少。通过测 量出土动植物残骸中14C 与12C 的含量比，可根据公式P=5730t 2-定出动植物 死亡的年代，其中t 是从动植物死亡到测量时的时间间隔，单位为年，P 是出土植物残骸中14C 与12C 的含量比与现在大气中14C 与12C 的含量的比值。 最近国际著名杂志《自然》报道了河南省出土的世界上最早的乐器-- 骨头做的笛子，测得骨笛的P 值在33.7%和35.3%之间。 (1) 14C 元素属第_____周期，第_____族，14C 原子中有_____个中子，有 _____个价电子。 (2) 这些骨笛大约是在 年前制造的。 (3) 这些骨笛的制造年代属于下列中国历史的哪个文化时期 ( )。A．旧石器时代B．新石器时代C．青铜时代D．铁石器时代 (4) 吹奏骨笛能发声靠的是_ _的振动。 4,在第n电子层中，当它作为原子的最外层时容纳电子数最多与第(n-1)层相同; 当它作为原子的次外层时，其电子数比(n-1)层多10个，则对此电子层的判断正确的是( ) A．必为K层B．只能是L层C．只能是M层D．可以是任意层 5,下列说法中正确的是（） A．所有的电子在同一区域里运动 B．处于最低能量的原子叫基态原子 C．能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动 D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多 6,量子力学告诉我们：ns能级各有个轨道，np能级各有 个轨道，nd能级各有 个轨道，nf能级各有个轨道。每个原子轨道里最多只能容纳个电子，而且自旋方向相反。 7,比较多电子原子中电子能量大小的依据是（）第一节原子结构
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