能层能级构造原理
能层与能级构造原理
级交错现象。
(1)对大多数元素来说,各能层的能级数=能层序数,任一能层的能级总是从s能级开始。
(2)s、p、d、f……各能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、ห้องสมุดไป่ตู้……的二倍。
(3)次外层电子不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个),倒数第三层电子不能超过32个;
这种规律称为构造原理。
(6)1s22s22p63s23p63d104s2
能层 能级
最多 电子数
KL M
N
O
……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … ……
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … ……
2 8 18
32
…
……
各能层含有的能级数为n-1
(2)符号:在每一能层中,能级符号分别为ns、np、nd、nf……,其中n代表能层。
(1)11Na
;(2)16S
;
各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的二倍
二、构造原理与电子排布式的书写
(4)1s22s22p63s23p64s2
所以,“能层越大,能级的能量越高”这句话是错误的。
从构造原理图中可以看出,能级的能量高低除了符合E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)和E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)等规律之外,还存在一些不同能层的能
((23))1特s2殊2s原一22子p6的3s核二23外p4电子三排布式的书写方法。
三、构造原理与电子排布式 钠原子的电子排布式为 1s22s22p63s1,也可以写成[Ne]3s1。
E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
18-19 第1章 第1节 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学习目标：1.了解原子核外电子的能层分布，能级分布及其与能量的关系，培养学生宏观辨识与微观探析的能力。
2.知道原子结构的构造原理，熟记基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。
(难点)3.熟练掌握1～36号元素基态原子的核外电子排布。
(重点)[自主预习·探新知]1．原子的诞生及宇宙中的元素组成2．能层与能级(1)能层①意义：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。
②符号：能层序数一、二、三、四、五、六、七分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。
(2)能级①根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。
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等。
③能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有能级3s、3p、3d。
④s、p、d、f能级可容纳的电子数为1、3、5、7的二倍。
微点拨：这里所说的能层就是必修教材中所述的电子层。
3．构造原理与电子排布式(1)构造原理①含义在多电子原子中，电子在能级上的排列顺序是：电子先排在能量较低的能级上，然后依次排在能量较高的能级上。
②构造原理示意图微点拨：在多电子原子中会发生能级交错现象。
(2)电子排布式①将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称为电子排布式。
②实例：如Mg、Sc的电子排布式：Mg：1s22s22p63s2或简化写成[Ne]3s2；Sc：1s22s22p63s23p63d14s2或简化写成[Ar]3d14s2。
[基础自测]1．判断对错(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)能级就是电子层()(2)能层离核越近能量越低()(3)氟原子的核外电子排布式为1s22s22p5()(4)同一能层中的不同能级的能量高低相同()[答案](1)×(2)√(3)√(4)×2．若n＝3，以下能级符号错误的是()【导学号：79652000】A．n p B．n fC．n d D．n sB[能级数等于该能层序号：第一能层只有1个能级(1s)，第二层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p、3d)。
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。
第一部分 第一章 第一节 第一课时 能层、能级与构造原理
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后失去3d电子。
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[例2]
根据构造原理写出下列原子或离子的核外电
子排布式。
(1)O____________；(2)Ca____________； (3)S2－____________；(4)Al3＋____________。
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[解析]
O原子有8个电子，按1s、2s、2p顺序填充电子：
1s22s22p4；Ca原子有20个电子，由于4s<3d，出现能级交错， 按1s、2s、2p、3s、3p、4s顺序填充为1s22s22p63s23
答案：D
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[例1]
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。若以E表示某能级的能量，以下各式中 能量高低顺序正确的是 A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C．E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) ( )
电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，
电子进入能级的顺序是按构造原理中能级的能量递增的
顺序，而电子排布式的书写则按能层的顺序，能层中的
能级按s、p、d、f能量递增的顺序排列。
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主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素 的原子得到电子填充在最外层形成阴离子，下列各原子
或离子的电子排布式错误的是
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1．以下能级符号正确的是________。 ①5s ②2d ③3f ④1p ⑤3d
解析：第二能层只有2s、2p能级；第三能层只有3s、3p、 3d能级，第一能层只有1s能级，故②、③、④均不正确。 答案：①⑤
能层、能级、构造原理
原子结构原子的诞生①大爆炸约2h后诞生大量的氢，少量的氦，极少量的锂②宇宙的组成与个元素的含量宇宙氢（H）约占宇宙原子总数的88.6%氦（He）约占氢原子的1/8其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1%其中氢氦原子总数约占宇宙原子总数的99.7%以上③元素的分类元素非金属元素22种（包括稀有气体元素）金属元素占绝大多数注意：宇宙中最丰富的元素是氢元素，地壳中含量最高的元素是氧元素；空气中含量最高的是氮元素能层与能级⑴在多电子原子汇总，与核距离不同的电子的能量是不同的。
按电子的能量差异，可将核外电子分为不同的能层（能层就是电子层），用K、L、M、N……标识低一、二、三、四……能层由K能层→Q能层，电子离核的距离由近→远，电子的能量由低→高⑵能级：同一能层上的电子的能量也可能不同，按能量差异又可将核外电子的能层分为不同的能级，如：s、p、d、f等同一能层上的电子，由n s－np－nd－nf能级，电子的能量由低→高⑶能层与能级的关系：任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层的序数，即第一能层只有1个能级（1s）,第二能层有2个能级（2s和2p），第三能层有3个能级（3s、3p和3d），以此类推注：不同能层上的电子，不同能级上的电子能量都不相同规律清单⑴同一能层上的电子，能量可能不同；同一能级上的电子的能量相同。
如Na 的原子核外有11个电子，排布在KLM 三个能层K 能层（只有1s 能级）上的2个电子的能量相同，而L 能层上的8个电子中，2s 能级上的2个电子和2p 能级上的6个电子的能量分别相同 ⑵能级的表示方法及各能级所能容纳的最多电子数如下注意：①以s 、p 、d 、f …排序的个能级可容纳的最多电子数一次为1、3、5、7…的二倍，即2、6、10、14….英文字母相同的不同能级（如1s 与2s 、2p 与3p 、3d 与4d 等）中所容纳的最多电子数相同②每个能层最多可容纳的电子数是能层序数平方的两倍，即2n 2构造原理 电子的填充顺序绝大多数元素的原子核外电子的排布如下这种排布顺序被称为构造原理注意：能量高低顺序的通式n s ＜（n-2）f ＜(n-1)d ＜np能层 K LM NO… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … … … 最多电子数2 2626 1026101426…… (2)8 1832 2n 2。
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。
《能层与能级-基态与激发态 构造原理与电子排布式》参考ppt课件
5．根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。 (1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：
1s22s22p63s23p2 。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：
1s22s22p1
。
(3)基态Ni2＋、Fe3＋、N3－的电子排布式分别为
、
[Ar]3d8 、 [Ar]3d5 。 1s22s22p6
激光笔
LED灯装饰的夜景
10
微点拨：(1)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；反之，将吸收能量。 光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 (2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子 得失电子时发生的是化学变化。 (3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
。
(4)26Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
。
(5)29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
。
(6)11Na 1s22s22p63s1
。
19
[解析] 根据原子核外电子的排布规律和构造原理书 写原子的电子排布式，应注意从3d能级开始出现“能 级交错”现象。
20
重难点：构造原理与电子排布式
基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子
31
[规律方法] 书写电子排布式的关键是熟悉构造原理，各能级能 量由低到高可记为ns<(n－2)f<(n－1)d<np，最后要把 同一能层的不同能级移到一起。
32
随堂演练
1．第N能层所含能级数、最多容纳的电子数分别为( D )
A．3、18
B．4、24
C．5、32
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
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A．各能级最多容纳电子数按s、p、d、f为2、6、10、14 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C．各能层含有的能级数为n-1 D．各能层含有的电子数为2n2
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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
能层、能级、构造原理
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学习目标
1.了解能层、能级等概念； 2.了解原子结构的构造原理； 3.知道原子核外电子的能级分布，学会电子排布
式的书写。
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自学指导
看课本P4—7的内容，并思考下列问题，6分钟后，进行检 测。
1.宇宙中最丰富的元素是什么？
2.能层的分类依据和表示方法各是什么？
3.能级的分类依据是什么？不同能层分别有几个能级？能 级符号是什么？顺序是什么？s、p、d、f各能级可容纳 的最多电子数依次为多少？
宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年 ，氢仍是宇宙中最丰富的元素，占原子总数的88.6%，氦 约为氢原子数的1／8，它们合起来约占宇宙原子总数的 99.7﹪，而其他90多种天然元素的原子总数加起来不足1 ﹪。 思考2：你认为[科学史话]中普鲁特的推理是符合逻辑的 不吗符？合，科学假设不同于思辨性推测，“一致”是巧合， 普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测。
能同依层次。序 为数2、；6、10、14 …… 1、3、5、7……的二倍。
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⑶能级之间的能量大小关系 ①同一能层：ns＜np＜nd＜nf……。 例如：第四能层中4s＜4p＜4d＜4f。
②不同能层，英文字母相同的能级，能层序数越大，其能 量就越高。 例如：1s＜2s＜3s……，2p＜3p＜4p……
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电子填入轨道次序图 第一能级组 1s
能级组：
能量相近的能级划为一组。
第二能级组 2s 2p
第三能级组 3s 3p
第四能级组 4s 3d 4p
第五能级组 5s 4d 5p
第六能级组 6s 4f 5d 6p
第七能级组 7s 5f 6d 7p
通式：ns、(n-2)f、(n-1)d、np
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例1:下列关于能层与能级的说法中正确的是 B
4.能层中各能级之间的能量大小关系是？
5.构造原理的内容是什么？根据P6表1-1和P7的思考与交
流的2分析电子排布式和简化的电子排布式的书写方法
。
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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
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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)
③不同层、不同能级： ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np
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三、构造原理与电子排布式
1、构造原理：
随原子核电荷数递增， 绝大多数原子核外电子 的排布遵循如右图的排 布顺序，这个排布顺序 被称为构造原理。
能级能量高低的顺序：
4s<3d<4p 5s<4d<5p 能级交错
构造原理示意图 （核外电子填充顺序图）
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
1s22s22pN6e： 1s22s22p63s23p5
Cl： 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：
Fe：1s22s22p63s23p64s23d精6品课→件
2262662
⑶简化电子排布式 K的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1
表示Ar(前一周期的稀有气体)的电子排布（原子实） K的简化电子排布式：[Ar] 4s1 例5：请写出14、23、26、31号元素的简化电子排布式？
（
）
A.原子核外电子的每个能层最多可容纳的电子数为n2
B.任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该
能层序数
C.同是s能级，在不同的能层中所容纳的最多电子数是不
同的
D.能级能量4s>3d
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例2:按能量由低到高的顺序排列，正确是（C ）
A．1s、2p、3d、4s B．1s、2s、3s、2p C．2s、2p、3s、3p D．4p、3d、4s、3p
注：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。
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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能级 1s 2Os
2p 3s 3p 3d
4s
4最p子多4数d电422f
6
5s … 2 10 14
6
2
2
6 10
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的各能能级级开能可始容，纳且的能最的级多最数电多等子电于数子该相数
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宇宙大爆炸 2h后
原子核的熔合反应
合成
其他元素
诞生： 大量的氢 少量的氦 极少量的锂
①氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。 ②所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。
③地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）
仅22种。
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思考1：宇宙年龄有多大，地球年龄有多大？宇宙中最丰 富的元素是那一种？
最多容纳电子数 2 8 18 32 50 … …
每一个能层最多可容纳的电子数： 2n2
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核 外 电 子 分 层 排 布
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2、核外电子的排布规律:
（1）距核由近及远，能量由低到高。 （2）每一层能最多容纳电子数：2n2个。 （3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2 个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。
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二、能层与能级
质子（正电）
Hale Waihona Puke 原子核（正电）原子
中子（不带电）
不显 电性 核外电子 分层排布
（负电）
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数
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1、能层
（1）分类依据：多电子原子的核外电子的能量不同，将 核外电子分成不同的能层。 （2）表示方法：
能层
一二三四五六七
符号
K LMNO P Q