高中化学第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时新人教版
高中化学选修三-物质结构与性质-全套课件
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理
新课标高中化学人教版选择性必修123册教材解读〖第一章--原子结构与性质——说明〗全篇
可编辑修改精选全文完整版第一章原子结构与性质本章说明本章在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入研究了原子结构，简述了构造原理及运用构造原理进行原子核外电子排布；运用电子云的概念，图文并茂地描述了原子轨道。
在比较系统而深入介绍原子结构知识的基础上，使学生比较容易理解元素周期表的结构及元素周期律的知识，为后续章节内容的学习奠定了基础。
本章内容比较抽象，易成为学习难点。
作为本书的第一章，教材从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，注重培养学生的化学学科核心素养。
一、教材分析本章教材充分考虑了初中化学和高中化学（必修）中的原子结构知识的基础，注意知识的衔接与深化。
本章内容包括原子结构、元素周期表和元素周期律等知识，教材以原子结构为基础，并在此基础上推演元素的性质。
本章的内容结构如下图所示。
在第一节“原子结构”中，在学生已有原子结构知识的基础上，直接给出核外电子的能层（即“电子层”）和能级（即“电子亚层”）两个概念，给出每一能层有几个能级，每个能级最多可以容纳的电子数，并在能级的基础上引出原子的基态和激发态，以及原子光谱。
有了能层和能级的概念，教材直接给出构造原理，并根据构造原理进行核外电子排布。
这样一来，教材中没有出现四个量子数的概念，降低了学习难度。
构造原理是一个经验规律，构造原理直接给出了原子核外电子排布的次序。
该节在描述原子核外电子的运动状态时，借助电子云的概念，形象地引出了原子轨道。
有了原子轨道的概念，运用原子轨道对原子核外电子的排布作进一步研究，进而介绍了泡利原理和洪特规则，以及能量最低原理。
在第二节“原子结构与元素的性质”中，首先，从元素周期律、元素周期系的角度说起元素周期表，然后，根据构造原理得出的核外电子排布，解释了元素周期系的基本结构，再通过“探究”栏目要求学生进一步认识元素周期表的结构。
关于元素周期律，教材重点讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。
另外，多样化的图表是本章在呈现方式上的特点。
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第一节 原子结构(第1课时)
K
L
M
N
O
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
2
2
2
8
6
2
6 10 2
18
6 10 14 2
32
6 …
…
2014年7月12日星期六
23
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。
2014年7月12日星期六 9
开天辟地—原子的诞生
汤姆生原子模型
汤姆生
2014年7月12日星期六
10
开天辟地—原子的诞生
α粒子散射实验（1909年） ——原子有核 卢 卢瑟福和他的助手做了著名 瑟 α粒子散射实验。根据实验， 卢瑟福在1911年提出原子有 福 核模型。 原 卢瑟福原子模型（又称行星 子 原子模型）：原子是由居于 模 原子中心的带正电的原子核 和核外带负电的电子构成。 型 原子核的质量几乎等于原子
2014年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。
2014年7月12日星期六 26
能层与能级
总结：
①能层的能级数等于该能层序数。 ②任一能层的能级总是从s能级开始。 ③在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是： ns＜np＜nd＜nf…
新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质 第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 第1课时
2014年7月12日星期六
1
原子结构
【教学目标】
1.了解人类认识原子的历史
人教版高中化学选择性必修第2册 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构(第1课时)
最多电
子数
2
8
18
32
50
72
98
M L
K
+
hv’
hv
能层越高，电子的能量 越高，能量的高低顺序为
E(K) < E(L) < E(M) < E(N) < E(O) < E(P) < E(Q)
核外电子在能层中的排布规律
（1）各能层最多能容纳2n2个电子。
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；
（1）各电子层最多能容纳2n2个电子。
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；
次外层电子数最多不超过18个；
倒数第三层不超过32个。
（3）核外电子总是尽量先排满能量最低、离核最近的电子层，
然后才由里往外，依次排在能量较高电子层。
而失电子总是先失最外层电子。
人类对原子结构的认识过程
能层
K
能级
1s
L
2s
M
2p
3s
3p 3d
N
4s
4p 4d
O
4f
5s
5p …
能层中填充电子表示方法——原子结构示意图
谢谢观看
高二—人教版—化学—选择性必修2—第一章
第一节 原子结构
（第一课时答疑）
1.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
不同能层相同能级的能量顺序 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)
【巩固･练习】
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能层就是电子层，包含不同的能级( √ )
第一章 原子结构与性质课件 高中化学人教版(2019)选择性必修二
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第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构
构造原理
原子核外电子排列
能级
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
能层
能层
K
L
M
N
…
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
…
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
2n2
能量增加
能层
K
L
M
N
…
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
…
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构
Fe(26):
向后
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结束
向前
三 构造原理与电子排布
构造原理
能层
K
L
M
N
…
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
…
最多电子数
2
2
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第一节 原子结构(第1课时)精品PPT课件
开天辟地—原子的诞生
质子（正电） 原子核 原子 （正电） 中子（不带电） 不显 电性 核外电子 分层排布 （负电） 与物质化学性质密切相关
2020/10/26
18
能层与能级
二、能层与能级
（1）能层
在多电子的原子核外电子的能量是不同的， 按电子的能量差异，可以将核外电子分成不 同的能层。
2020/10/26
开天辟地—原子的诞生
问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那 么原子是怎样诞生的呢？ P4
1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论
宇宙大爆炸
2h后 诞生
大量的氢 大量的氦 极少量的锂
原子核的 熔合反应
合成
其他元素
2020/10/26
4
开天辟地—原子的诞生
一、开天辟地—原子的诞生
思考与交流 阅读课本P4
2020/10/26
5
开天辟地—原子的诞生
人类认识原子的过程
人类在认识自然的过 程中，经历了无数的艰 辛，正是因为有了无数 的探索者，才使人类对 事物的认识一步步地走 向深入，也越来越接近 事物的本质。随着现代 科学技术的发展，我们 现在所学习的科学理论， 还会随着人类对客观事 物的认识而不断地深入 和发展。
19
能层与能级
核外电子分层排布
依据核外电子的能量不同：
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1
2
3
4
5
6
7
K
L
M
N
O
P
Q
2020/10/26
20
能层与能级
原子核外电子分层排布规律：
（1）各能层最多能容纳2n2个电子。
人教版高中化学选修三 原子结构 公开课优质课课件教案
人教版高中化学选修三原子结构公开课优质课课件教案人教版高中化学选修三原子结构公开课优质课课件教案视频-新课标人民教育出版社化学选修三第一章原子结构与性质第一节原子结构(第1课时)教学设计一、教学目标1、应用视频、图片、类比和归纳等方法让学生了解宇宙和地球的形成，认识人们研究原子结构的发展过程。
2.进一步了解电子在原子核外的层状排列。
3、知道原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系.4、了解电子排布式，能用电子排布式表示简单元素（1～18号）原子核外电子的排布。
5、让学生感受到人们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。
二、教学重点和难点1、原子结构理论发展的过程。
2、核外电子排布式。
三、教学方法视频和图片观察、讲解、归纳、练习。
四、教学用具录播教室、本节课ppt。
五、教学过程：导入：原子是怎样诞生的呢？视频：地球的起源宇宙大爆炸_标清讲解：（展示三张宇宙大爆炸图片）1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。
大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。
一、开天辟地—原子的诞生思考与交流：宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？讲解：氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%（氦约为氢的1／8），另外还有90多种元素，它们的原子总数加起来不足1%。
宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅22种。
建议课外阅读：一颗原子的时空之旅——从大爆炸到生命诞生的故事人类认识原子的过程：（图片讲解）1、古希腊原子论：原子是最小的、不可分割的物质粒子。
原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。
人教版化学选修三 1.1《原子结结构》经典教案设计
高中化学选修三第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时 原子结构一、教学目标 知识与技能1、了解原子结构的模型发展史2、理解现代原子结构模型中的能层、能级、原子轨道等重要概念 过程与方法利用教材、资料卡片、制作模型及借助多媒体等教学手段，初步学会运用类比、想象、归纳、概括等方法获取信息并进行加工。
与同伴合作共享资源、观点分享，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
情感态度与价值观1、通过了解人类在揭示原子结构秘密过程中，赞赏科学家为人类所做出的突出贡献。
欣赏他们建立了各种模型，养成批判的思维习惯，热爱科学。
2、认同实验在科学发展中的重要价值。
二、教学重点、难点:重点：原子核外电子的能层、能级分布及其表示 难点：能级概念的建立 三、教学用具:橡皮泥、气球多媒体辅助：PPT 、视频及资料卡片（供学生使用） 四、教学方法：探究、小组合作2、揭秘原子结构（模型）的发展历程：资料卡片——分组讨论————收获启迪1、引课激趣：观看核弹爆炸的蘑菇云3、 对钠原子结构示意图的复习和质疑：在复习了能层的基础上，以上模型可否解释为什么这样排布？核外电子的运动状态到底怎样描述？六、教学过程设计程教重新认识电子的运动[过度] PPT播放原子大小示意图[讲述]科学离不开假设，如果你的同桌突然变成了电子，你做为观察者，会看到什么？[问题3]：能画出电子运动的方向、轨迹是怎样的？讲解：电子的特征：体积小、质量小、运动空间小、高速（接近光速）——无法确定在某一时刻的位置、运动方向等（实验法）。
不完全能照般宏观物体的运动规律。
[过度]怎样描述电子的运动状态？以氢原子为例。
科学家提出了不同与以往的假设：播放模拟动画[问题3] 这一假设是从怎样的角度描述电子的运动状态的？结论：从统计学的角度，描绘成图像[问题4]大家齐动手——根据视频的画面，用橡皮泥做出氢原子的电子云模型思考观看听讲学生讨论、交流观看小组拿到材料：橡皮泥、，动手制作模型、并展示个电子排序，描述（而不是测量）电子的运动状态。
【高中化学】原子结构第1课时(能层能级、构造原理与电子排布式课件 高二化学人教版2019选择性必修2
填入电子数
核外电子在能级中的排布顺序：
1s→2s → 2p→ 3s → 3p
原子的核外电子排布
【巩固･评价】 根据构造原理分析19K核外电子在能级中的排布。
×
√
KL
MN
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
KL
M
N
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
核外电子在能级中的排布顺序： 1s→2s → 2p→ 3s → 3p → 4s → 3d
核外电子运动的特点
① 电子的体积和质量都很小 ② 电子运动空间相对很大(绝对空间小) ③ 电子绕核作高速运动 (接近光速，约为108m/s） ④ 电子是做无规则的运动，没有确定的轨迹。
原子的核外电子排布
1.能层
电子层： 人们把电子运动的区域简化为不连续的壳层，称作“电子层”。
(1)能层：根据核外电子的能量不同，将核外电子所处的不同区域分成 不同的能层。
原子的核外电子排布
想一想
电子排布式也可以用于表示离子的核外电子排布，试写出Na+、Cl-和 Fe2+的电子排布式。
写出原子 的电子排 布式
判断原子 得失电子 的数目
①（价层电子）失电子的顺 序由外向里 ②得电子时，得到的电子填 充在最外层的某个能级上
(“行星系式”原子模型)
(核式模型)
一、关于原子（“ατομ” atom）
话题2 原子结构模型的演变 (必修1 P88科学史话)
4.玻尔原子模型(1913年）❖ 又称分层模型：当原子只有一个电子时，电子沿特定
球形轨道（线型轨道）运转；当原子有多个电子时， 它们将分布在多个球壳中绕核运动。 ❖ 不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。
学新教材高中化学原子结构与性质第1节原子结构(第课时)课件新人教版选择性必修
(3)价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反响中可能发生电子变 动的能级称为价电子层(简称价层)，其上的电子称为价层电子。 Cl的价层电子排布式：_____3_s_2_3_p_5____ K的价层电子排布式：_____4_s_1____
规律方法指导：①构造原理是绝大多数基态原子的核外电子排布顺 序。
②电子按照构造原理排布，会使整个原子的能量处于最低状态，原 子相对较稳定。
③从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现 “能级交错〞现象。
能级交错指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小 的某些能级的能量的现象，如4s＜3d、6s＜4f＜5d，一般规律为ns＜(n －2)f＜(n－1)d＜np。
课堂素能探究
知识点
构造原理
问题探究： 小明同学认为：“能层越高，能级的能量越高。〞你同意他的观点 吗？为什么？ 探究提示：不同意。根据构造原理不难看出，不同能层的能级有交 错现象，如E(3d)＞E(4s)，E(4d)＞E(5s)，E(4f)＞E(5p)，E(4f)＞E(6s) 等，所以小明同学的观点不合理。
解析：根据原子核外电子排布所遵循的原理书写原子的电子排布 式，同时应注意从3d能级开始出现“能级交错〞现象。
规律方法指导：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能量递增的顺序，而电子排布 式的书写那么按能层的顺序，能层中的能级按s、p、d、f能量递增的顺 序排列。
知识点 问题探究：
电子排布式
已知氮原子的电子排布式为 什么？
，①②③分别表示的含义是
探究提示：①—能层 ②—能级 ③—能级上的电子数
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12
2.若n＝3，以下能级符号错误的是( B )
A.np
B.nf
C.nd
D.ns
解析 能级数等于该能层序数：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、3d)。
二 构造原理与电子排布式
导学探究 1.构造原理 设想从氢原子开始，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 所示能的级_____ _顺__序__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__。
(2)能层的表示方法：
能层
一 二 三 四 五 六 七 ……
符号
K L M N O P Q ……
最多容纳电子数 2 8 18 32 50
……
离核远近 能量高低
由 近 到_远__ 由低 到_高__
(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间 存在的关系是 2n2 。
2.能级
(1)在含有多个电子的原子中，在同一能层(即n相同)的电子，能量也可
1.能层
(1) 如 图 所 示 ， 在 多 电 子 原 子 中 ， 核 外 电分子层是
运动的，能量高
的电子在离核远的能区
域量里低运动，___
_____的电子在离核近能的量区域里运动。这也说明多
电子的原核子外中不电同子的
是不同的。能量不同
的电子在
的区域内运动，这种不
同的区域称为能层，即“电子层”(n)。
解 析 氧 原 子 的 电 子 排 布 式 为 1s22s22p4 ， 因 此 O2 － 的 电 子 排 布 式 为
1.下列叙述正确的是( B ) A.能级就是电子层
B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C.同一能层中的不同能级的能量高低相同 D.不同能层中的s能级的能量高低相同 解析 能层才是电子层；同一能层中的不同能级的能量高低的顺序是
Ens<Enp<End<Enf……；不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如 E1s<E2s<E3s<E4s……
能不同
能级
s、p、d、f
，可以把它们分为不同
，分别用
等表示。
就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
(2)能能级层的表示方法及各能级最多容纳的电子数
一二
三
四
五
(n)
六 七 ……
符号 K L
M
N
O
P Q ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多电 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
解析 根据构造原理，各能级能量的大小顺序为1s、2s、2p、3s、3p、
4s 、 3d 、 4p 、 5s…… 能 量 由 低 到 高 ， A 项 和 D 项 正 确 顺 序 为
E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；
对于不同能层的相同能级，能层序数越大，能量越高，所以C项错误。
<(n－1)d<np
。
活学活用 3 4
3.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(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的B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)
低顺序可由下列公式得出：ns<(n－2)f<(n－1)d<np(n表示能层序数)。
2.电子排布式 (1)电子排布式是用数字在能级符号右上角 标明该能级上排布的电子 数的式子。如：Al原子电子排布式中各符号、数字的意义为
(2)写出下列原子的电子排布式： ①8O： 1s22s22p4 ； ②19K： 1s22s22p63s23p64s1 ； ③17Cl：1s22s22p63s23p5。
观察分析上述构造原理图(能级图)， 回答下列问题： (1)在多电子原子中，电子进入能级 的先后应遵循的原理是什么？ 答案 能量最低原理。电子最先排 布在能量低的能级上，然后依次排布 在能量较高的能级上。
(2)多电子原子核外电子排布是否完全遵循能层顺序？ 答案 由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序， 产生了能级交错排列，即产生“能级交错”现象。 (3)能级的能量高低主要是由哪些因素决定的？ 答案 各能级的能量由能层序数和能级类型共同决定，各能级的能量高
34
4.主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素原子得到电子填
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( B )
A.Ca2＋ 1s22s22p63s23p6
B.O2－ 1s22s23p4
C.Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
D.Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6
1.原子核外电子排布构造易记图
归纳总结
ns (n－2)f (n－1)d
np
7s
5f
6d
7p
6s
4f
5d
6p
5s
4d
5p
4s
3d
4p
3s
3p
2s
2p
1s
自左往右、自下而上，依次填充。
2.能级交错
能级交错指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的
某些能级的能量的现象，如：4s<3d、6s<4f<5d，一般规律为ns<(n－2)f
。每一能层最多
能容纳的2n电2 子数是
。
(2)同一能层的电子在不同能量 的能级上运动。能级数目与能层序数(n)
之间的关系是 相等 。在相同能层各能级能量由低到高的顺序n是s<np<
nd<nf
。
(3)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。例
如：1s<2s<3s<4s……
活学活用 1 2
第一章 第一节 原子结构
第1课时 能层与能级 构造 原理
学习目标定位 1.知道原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。 2.熟知核外电子能层与电子层的关系，能级的分布。 3.能根据构造原理写出1～36号元素的核外电子排布。
内容索引
一 能层与能级 二 构造原理与电子排布式 当堂检测
一 能层与能级
导学探究
子数 2 8
18
32
…… …… …… 2n2
(3)在同一能层上不同能级的能量由低到高的顺序是 ns<np<nd<nf 。
任一能层的能级总是从s能级 开始，且该能层的能级数等于能该层序数 。
能层与能级
归纳总结
(1)多电子原子中，根据电子的能量 差异，可将核外电子分成不同的能
层(电子层)。离核越近的能层具有的能越量低