能层、能级的概念以及原子结构的构造原理
能层与能级,构造原理
先按构造原理充入电子。再按能层次序书写，
【简化电子排布式】
［稀有气体元素符号］+外围电子
如： Na：1s22s22p63s1
该元素前一个周期的惰性气体电层电子排布与稀有气体 元素Ne的核外电子排布相同
【作业】
1、阅读课本4-7页。 2、阅读并填空《学习指导》1-3页。 3、《学习指导》3页：当堂双基达标。 4、《学习指导》63页：课时作业、
要求：会书写【1--36号元素电子排布式】
氢：1s1 氦：1s2 锂：1s22s1 铍：1s22s2 硼：1s22s22p1 碳：1s22s22p2 氮：1s22s22p3 氧：1s22s22p4 氟：1s22s22p5 氖：1s22s22p6 钠：1s22s22p63s1 镁：1s22s22p63s2 铝：1s22s22p63s23p1 硅：1s22s22p63s23p2 磷：1s22s22p63s23p3 硫：1s22s22p63s23p4 氯：1s22s22p63s23p5 氩：1s22s22p63s23p6
（1-36号）元素原子的电子排布式：（见课本）
【简化电子排布式】
［稀有气体元素符号］+外围电子
如： Na：1s22s22p63s1
该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构
简化为
[Ne]3s1
表示钠的内层电子排布与稀有气体 元素Ne的核外电子排布相同
例：写出Zn的简化电子排布式。
Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar 简 化
能层 K L
M
N
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5d …
最多 容纳 电子
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
第1课时 能层、能级、原子光谱和构造原理
第一节原子结构第1课时能层、能级、原子光谱和构造原理学业要求核心素养建构1.知道原子核外电子的能级高低顺序。
2.知道处于不同能级的电子，在一定条件下会发生激发与跃迁。
3.了解原子核外电子排布的构造原理。
4.能书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式。
『知识梳理』一、能层与能级1.能层(1)核外电子按能量不同分成能层，电子的能层由内到外排序，其序号、符号以及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 72 98(2)能层越高，电子的能量越高：E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。
2.能级(1)同一能层还分成不同能级。
(2)能级用相应能层的序数和能级的字母代号s、p、d、f组合在一起来表示，在每一个能层中，能级符号的顺序是n s、n p、n d、n f……(n表示能层)。
(3)任一能层的能级数等于该能层序数，如第三能层有3个能级( 3s、3p和3d)。
(4)s、p、d、f……能级可容纳的最多电子数为1、3、5、7……的2倍。
(5)多电子原子里，同一能层各能级的能量顺序：E(n s)<E(n p)<E(n d)<E(n f)。
3.能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数[微自测]1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。
(1)第三能层有s、p共2个能级()(2)3d能级最多容纳5个电子()(3)第三能层最多容纳8个电子()(4)任一能层的s能级最多容纳的电子数均为2()(5)3p2表示3p能级只能填充两个电子()(6)同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐升高()(7)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√二、基态与激发态、原子光谱1.基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
基态原子-乌拉特中旗第一中学
洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定
泡利原理和洪特规则
铁原子的电子排布图
泡利原理
↑↓
4s
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
3p
3s ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
2p
2s
↑↓
1s
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d 洪特规则
能量最低原理
泡利原理和洪特规则
注意：
能量最低原理表述的是“整个原子处 于能量最低状态”，而不是说电子填充到 能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规 则都使“整个原子处于能量最低状态”。
能层 K L
M
N
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 容纳
电子
数2 8
18
32
…
能层与能级
【学与问】1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳 的电子数与能层的序数（n）间存在什么关系？
能层最多可容纳的电子数为2n2个。
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。
基态原子: 处于最低能量的原子 (稳定)
↓
↓ 电子放
出能量
电子吸 收能量
如：Na 1s22s22p63s1
激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会 跃迁到较高的能级,变为激发态原子。(不稳定)
如：Na 1s22s22p63p1
能层与能级
【学与问】3.英文字母相同的不同能级中所容纳 的最多电子数是否相同？
不同能级中的s级，所容纳的电子数 是相同的，但是能量是不同的。
能层与能级
高中化学选修三能层能级构造原理
高中化学选修三能层能级构造原理能层、能级和构造原理是组成原子的基本概念，对于理解原子的结构和性质非常重要。
接下来我会分别介绍这三个概念，并详细解释它们之间的关系。
能层是指电子在原子中分布的范围。
在原子核周围，分为一层一层的能层。
每个能层都有不同的能级和容纳电子的数量限制。
在最内层的能层称为K层，其次依次为L层、M层、N层等，没有明确的限制，但K、L、M层较为常见。
能级是指原子中能量相同的电子组成的一组电子。
每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。
能级的数量是根据能层和每个能层能够容纳的电子数量来决定的。
构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构来解释原子中电子的排布规则。
泡利不相容原理指的是原子中的电子不允许处于相同的状态，即一个原子中的电子数量不超过2n²，其中n为能层的编号。
薛定谔方程是描述电子波函数的方程，通过求解薛定谔方程，可以确定电子的能级分布。
原子壳层结构是指电子填充能层和能级时的一种排列规则，一般遵循能量最低原则，即由低能量到高能量逐个填充。
能级和能层之间的关系是，能级是能层中电子的划分，每个能层含有若干个能级。
每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。
能层和能级的数量是由原子的结构决定的，不同的原子具有不同的能层和能级数量。
能级和能层的存在对原子的性质有很多影响。
首先，能级和能层的存在使得原子中的电子具有一定的空间分布，从而使得原子具有一定的体积。
其次，能级和能层的分布使得原子具有一定的能量差异，从而形成能级跃迁和能层跃迁，这是原子发射和吸收光的基础。
此外，能级和能层还对原子的化学反应、电子结构和磁性性质等方面有重要影响。
综上所述，能层、能级和构造原理是理解原子结构的重要概念。
能层是电子分布的范围，每个能层包含多个能级。
能级是能量相同的电子组成的一组电子。
构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构解释电子的排布规则。
能层 能级 构造原理
04 原子结构与性质关系
原子结构对性质影响
原子半径
01
随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，导致元素的金属性
逐渐Hale Waihona Puke 弱，非金属性逐渐增强。电负性
02
原子结构决定元素的电负性，电负性越大，元素非金属性越强。
化合价
03
元素的化合价主要由原子的最外层电子数决定，原子结构不同，
元素的化合价也不同。
性质对原子结构要求
原子轨道
原子轨道是描述电子在原子核外的一个空间运动状态。
电子云
电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间 的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为 “电子云”。
02 构造原理及其意义
构造原理内容
01
能层：在多电子原子中，同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同 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 的顺序依次升高，即：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。
02
能级：原子轨道能量的高低（也称能级）主要由主量子数n和角量子数l决定。有相 同n，l越大，能量越高；有相同n，l不同，各亚层能量按s、p、d、f递增。
03
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顺序。若以E表示某 能级的能量，用公式表示就是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……
分子中原子的空间排列和化学键的性质。能 层能级构造原理可以解释分子中原子之间的 成键方式、键长、键角以及分子的形状和极 性等问题。例如，根据能层能级构造原理可 以预测分子的稳定性和反应活性。
化学反应中能量变化
第1课时 能层与能级 构造原理
第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理1．知道原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。
2.熟知核外电子与能层的关系，核外电子的能级分布。
3．能根据构造原理写出1～36号元素的核外电子排布。
原子的诞生能层与能级1．原子的诞生2．宇宙中元素的组成及含量3．能层与能级(1)能层：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层，能层用n表示，n值越大，能量越高。
(2)能级①根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分成不同的能级。
②能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f……组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s、n p、n d、n f……填写下表：由上表可推知：a．能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3s、3p、3d 3个能级。
b．s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例)。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)能级就是电子层(2)每个能层最多可容纳的电子数是2n2(3)同一能层中不同能级的能量高低相同(4)不同能层中的s能级的能量高低相同(2)√(3)×同一能层中不同能级的能量高低顺序是E(n s)＜E(n p)＜E(n d)＜E(n f)……(4)×不同能层中同一种能级，能层序数越大能量越高2．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．无法确定解析：选B。
在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是K、L、M、N、O、P、Q……故B正确。
3．能层序数与该能层所含能级的种类数有什么关系？不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同吗？答案：能层序数等于该能层所包含的能级数。
不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同。
题组一原子的诞生及原子结构理论的发展1．(2020·石家庄高二期中)下列说法中不符合现代大爆炸宇宙学理论的是()A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子解析：选B。
第一章原子结构
原子结构与性质1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的是不同的，按照电子的差异将其分成不同能层。
通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。
(2)能级：同一能层里的电子的也可能不同，又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，即：。
(3)原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间。
(4)原子轨道的能量关系(5)能层、能级与原子轨道的关系2．原子核外电子的排布规律(1)构造原理：从氢原子开始，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，这个电子大多是按下图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。
这个规律称为构造原理。
如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳个电子，且自旋状态。
如2s2轨道上的电子排布图为，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，且自旋状态。
如2p3的电子排布图为，不能表示为或。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14) (p3、d5、f7)和(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，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
3．电子跃迁与原子光谱(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循能使整个原子的能量处于状态，简称能量最低原理。
(2)原子的状态①基态原子：处于的原子。
②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从跃迁到状态的原子。
(3)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会或不同的光，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。
(4)基态、激发态及光谱示意图4．原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期的关系每周期第一种元素的最外层电子的排布式为n s1。
(完整版)能层能级构造原理
3、能级
(1)分类依据：根据多电子原子中同一能层电子能量不同， 将它们分成不同能级，符号：s、p、d、f……
⑵规律：
能层 K L
M
N
O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …
最多电 子数
2
2
6 2 6 10
2 6 10 14 2
①②③不任 以同一s、能p层、，的d、英能f文级…字总…母是排相从序同的s 能的各级能能开级级始能可，容容且纳纳能的的级最的数多最等电多于子电该数子相
引言
1、原子的组成与结构决定性质： 铁易生锈、钠易与一些物质反应。
第一章原子结构与性质 2、分子的组成与结构决定性质： 对氨基苯磺酰胺（磺胺药）和对氨基苯甲酸
第二章分子结构与性质 3、 晶体的组成与结构决定性质： 金刚石和石墨 方解石和霰石
第三章晶体结构与性质
一、原子模型的发展史
1.古希腊原子论 2.道尔顿原子模型(1803年) 3.汤姆生原子模型(1904年) 4.卢瑟福原子模型(1911年) 5.玻尔原子模型(1913年) 6.电子云模型(1926年)
2、电子排布式：将能级上所 能层 能级符号
容纳的电子数标在该能级符号 序数
右上角，从左到右按能层序数
1s1
表示该能级填 充的电子数目
递增的顺序排列的式子。
⑴简单原子的电子排布式： 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。
如：C：1s22s22p2 Ne：1s22s22p6 Cl：1s22s22p63s23p5
⑵复杂原子的电子排布式： 先按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中， 再将同能层的能级移到一起，能层低的能级写在左边，如：
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1.1 原子结构第2课时能层、能级、构造原理
选编：吴集兵校对：吴华华
[目标要求] 1.掌握能层、能级的概念以及原子结构的构造原理。
2.知道原子核外电子的能级分布，熟练掌握电子排布式的书写。
一、开天辟地——原子的诞生
1．现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次________。
2.大爆炸后约
2小时诞生⎩
⎨
⎧
⎭
⎬
⎫
大量的
少量的
极少量的
――→
经过原子核
的反应其他元素
3．____元素是宇宙中最丰富的元素，地球上的元素绝大多数是________，非金属(包括稀有气体)仅________种。
二、能层与能级
1．能层
(1)概念：多电子原子的核外电子的________是不同的，按电子的________差异可以将核外电子分成不同的能层。
(2)
能层一二三四五六七
符号
最多电子数
(3)________。
2．能级
(1)概念：
多电子原子中，同一能层的电子，________也可能不同，还可以把它们分成能级。
能层K L M N O
能级……
最多
电子
数
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ……
三、构造原理与电子排布式
1．构造原理
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、____、____、6p、7s……这个排列顺序被称为构造原理。
(见教材P6构造原理示意图) 2．电子排布式
(1)元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上_____________。
钾原子的电子排布式为________________________________________。
(2)为了书写方便，通常还会将电子排布式进行简化，用稀有气体结构代替已经充满的电子层。
示例：Fe 1s22s22p63s23p63d64s2，简化电子排布式是________________。
(3)写出Na、Cl、Ca的电子排布式：
Na：__________________Cl：____________________
Ca：________________________________
或者简写为：
Na：__________________Cl：__________________
Ca：__________________
1．下列能级符号正确的是()
①5s②2d③3f④6p
A．①④B．②③
C．③④D．①②
2．下列各能层不包含d能级的是()
A．N B．M C．Q D．K
3．下列各原子或离子的电子排布式错误的是()
A．K＋：1s22s22p63s23p6
B．F：1s22s22p5
C．S2－：1s22s22p63s23p4
D．Ar：1s22s22p63s23p6
4．比较下列能级的能量大小关系(填“>”、“＝”或“<”)：
(1)2s________4s；(2)3p________3d；
(3)3d________4s；(4)4d________5d；
(5)2p________3s；(6)4d________5f。
5．写出下列原子或离子的电子排布式：
Mg____________Fe____________
Al3＋____________F－____________
参考答案
基础落实
一、
1．大爆炸
2．氢氦锂融合
3．氢金属22
二、
1．(1)能量能量(2)K L M N O P Q 2
8183250(3)2n2
2．(1)能量(2)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f(3)能层序数
三、
1．序数3d4d4f5d
2．(1)排布的电子数1s22s22p63s23p64s1
(2)[Ar]3d64s2(3)1s22s22p63s11s22s22p63s23p51s22s22p63s23p64s2[Ne]3s1 [Ne]3s23p5[Ar]4s2
课堂练习
1．A[每一能层的能级数与能层序数相同，且具有的能级依次为s、p、d、f……，故L能层只有2s、2p能级，没有2d能级，M能层也没有3f能级。
] 2．D 3.C
4．(1)<(2)<(3)>(4)<(5)<(6)<
解析由构造原理可知：①同一能层的能量高低顺序为：n s<n p<n d<n f；②不同能层之间，能量会产生能级交错现象，即能层序数大，其能级的能量不一定高，如3d具有的能量介于4s和4p具有的能量之间。
根据构造原理不难比较各能级能量的大小。
5．1s22s22p63s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p6
1s22s22p6。