高中化学第一章第一节原子结构1新人教版选修3
2018-2019学年人教版选修3 第1章第1节原子结构 课件(30张)
(2)不同能层的相同能级：
1s＜2s＜3s＜4s； 2p＜3p＜4p; 3d＜4d
练习：
1.比较能量大小关系
(1)2s﹤ 4s (2) 3p﹤ 3d (3) 4d﹤ 5d;
(4) 4d﹤ 5f
(1) 3d ﹥ 4s; (2) 2p ﹤ 3s; (3) 不同能层不同能级:
C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d)
D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
B 2.按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是( )
A.1s、2p、3d、4s
B.3s、4p、5s、5p
C.2s、3s、2p、4s
D.4p、3d、4s、2p
n s ＜ (n-2) f ＜ (n-1) d ＜ n p(n为能层序数)
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
一.开天辟地—原子的诞生
2h后
宇宙大爆炸
诞生
大量的H 少量的He
原子核的熔合反应 合成
其他元素
极少量的Li
• 1. 原子的特点 • 原子是化学变化中的最小微粒 • 原子的大部分质量集中在原子核上
电子层 = 能层 每个能层中，按电子能量不 同分为不同能级！
能层——楼层 能级——楼层的台阶
D.Ar：1s22s22p63s23p6
5.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( D )
A.Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6
C.Na+ 1s22s22p6
D. Si 1s22s22p2
6.下列表达方式错误的是( C )
A.甲的电子式
B.氟化钠的电子式 C.硫离子的核外电子排布式 D.碳－12原子符号 126C
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
(新编)高中化学人教版选修3课件第1章第1节第1课时能层与能级构造原理与电子排布式
题组 2 电子排布式的书写 4．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 【解析】 S2－的电子排布式应为 1s22s22p63s23p6。 【答案】 C
[题组·冲关]
题组 1 构造原理
1．下列各组多电子原子的能级能量高低比较中，错误的是( )
A．2s<2p
B．2p<3p
C．3s<3d
D．4s>3d
【解析】 同一能层中能级的能量 ns<np<nd<nf，符号相同的能级如
2p<3p<4p；由构造原理知能量 4s<3d，D 项错误。
【答案】 D
2．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是( )
(2)所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理吗？ 【提示】 1～36 号元素中，只有 Cr、Cu 两种元素基态原子的电子填充顺 序与构造原理不符合。 (3)元素周期表中钠的电子排布式写成[Ne]3s1，方括号里的符号是什么意 义？模仿写出 8 号、14 号、26 号元素简化的电子排布式。 【提示】 方括号里符号的意义是稀有气体元素原子的结构，表示该元素 前一周期的稀有气体元素原子的电子排布结构；O：[He]2s22p4；Si：[Ne]3s23p2； Fe：[Ar]3d64s2。
28
2 6 10 2 18
6
10
14
2
… …
…… ……
… …
32
…… …… …… 2n2
2.不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。如 1s＜2s＜3s…… 2p ＜3p＜4p……
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。
人教版化学选修三 1.1《原子结构(第一课时)》课程教学设计
选修3第一章《物质结构与性质》第一节原子结构：(第一课时)教学设计一、教学目标1、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、能级分布及其能量关系（3）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（4）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2、方法和过程：复习回顾与知识沿伸、类比和归纳如能层类比楼层，能级类比楼梯。
3、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。
二、教学重点难点根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式三、教学准备课件准备四、学习方法：预习法、阅读法、归纳法、讨论法五、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法七、教学过程（一）情景引入简介原子结构理论衍变道尔顿原子模型：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。
原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球汤姆生原子模型：电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。
汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。
卢瑟福原子模型：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。
原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。
玻尔原子模型：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；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。
电子云模型：现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少。
电子在核外空间的概率分布图就像“云雾”笼罩在原子核周围。
因而提出了“电子云模型”。
【板书】第一节原子结构（二）讲授新课一、开天辟地——原子的诞生学生阅读P4页相关内容，总结出宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢（88.6%），少量为氦（1/8），极少量为锂——融合形成其他元素。
高中化学1.1原子结构第1课时教学设计新人教版选修3
1.1《原子结构》教学设计（第1课时）一、教学目标：1.进一步熟悉原子核外电子的分层排布，明白原子核外电子的能层散布及其能量关系2.明白原子核外电子的能级散布及其能量关系，能用符号表示原子核外的不同能级3.从科学家探讨物质组成隐秘的史实中体会科学探讨的进程和方式，在抽象思维、理论分析的进程中慢慢形成科学的价值观。
二、教学重点1.原子核外电子的能层散布及其能量关系2.原子核外电子的能级散布及其能量关系三、教学难点：明白原子核外电子的能级散布及其能量关系四、教学方式：教学法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等[引入] 原子的概念[设问] 原子是如何诞生的？[指导阅读]讲义P4页1932年勒梅特第一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，形成了咱们的宇宙。
大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经太长或短的进展进程，以上元素发生原子核的熔合反映，分期分批的合成了其它元素。
[试探与交流]有谁明白宇宙中最丰硕的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？[指导阅读讲义后回答]氢元素宇宙中最丰硕的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
[介绍]人类对原子的熟悉史——不同时期的原子结构模型1.公元前400连年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：把组成物质的最小单位叫原子。
2.19世纪初，英国科学家境尔顿提出近代原子说；3.1897年，英国科学家汤姆生发觉了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型。
4.卢瑟福原子模型5.波尔原子模型6.原子结构的量子力学模型（电子云模型）[回忆温习] 原子的组成结构？核外电子是如何排布的？[温习讲述]核外电子排布的一样规律——分层排布(1)核外电子老是尽可能先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量慢慢升高的电子层(能量最低原理)。
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"四川省德阳五中高中化学第一章第一节原子结构（1）新人教版选
修3 "
5、识记常见元素（1～36号）
能力与方法
复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。
情感与态度
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
重点
原子核外电子的能层、能级分布及其能量关系
难点
能用符号表示原子核外的不同能级
知识结构与板书设计
教学过程
［阅读引言］思考并讨论：
1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系？
2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。
［识图］读第一章章图
[讲]人类对原子的认识史——不同时期的原子结构模型
1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人的观点：物质由原子构成，且原子是不可分的微粒；原子的结合和分离是万物变化的根本。
2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子说；物质由原子组成，且原子为实心球体，
不能用物理方法分割；同种分子的质量和性质相同
3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的“葡萄干布丁”模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，电子镶嵌其中并中和正电荷，使原子呈电中性，原子是可以再分的
4、卢瑟福原子模型：原子由原子核和核外电子组成。
原子核带正电荷，位于原子的中心并几乎集中了原子的全部质量，电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。
5、波尔原子模型：电子在原子核外一定轨道上绕核作高速运动
6、原子结构的量子力学模型（电子云模型）：现代原子结构学说：现代科学家用量子力学的方法描述核外电子运动，即运用电子云模型描述核外电子的运动。
[问]宇宙什么是时候诞生的？我们的地球从那里来？
[板书]第一节原子结构
一、开天辟地—原子的诞生
[投影]宇宙大爆炸图片：
[讲]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。
[问]有谁知道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]阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
[强调]至今，所有恒星仍在合成元素，而且这些元素都是已知的，地球上的元素仅22种。
[板书]1、氢元素宇宙中最丰富的元素
2、宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。
[阅读]科学史话，说明思维性推测与科学假设的关系。
[复习] 必修中学习的原子核外电子排布规律：
［投影］核外电子排布的排布规律
(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2n2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？
［板书］二、能层与能级
［讲］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：
［投影］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
［讲］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：
［投影］
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……
即每层所容纳的最多电子数是：2n2(n：能层的序数)
［讲］但是同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级(S、P、d、f)，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。
各能层上的能级是不一样的。
［投影］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 ……
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ……
各能层电子数2 8 18 32 50 ……
[讲]在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。
不同能量的电子分成不同的能级。
每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……。
任一能层的能级总是先从s 能级开始，且该能层的能级数等于该能层序数。
如第一层只有一个能级(1s)，第二层有两个能级(2s和2p)，即能级数=能层序数。
s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍
［学与问］英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？
［归纳］s能级：最多容纳2个电子；p能级：最多容纳6个电子；
d能级：最多容纳10个电子；f能级：最多容纳14个电子；
相同
［思考与交流］第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法
第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5， 2n2=50
第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，
所能容纳的最多电子数为50
［小结］对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的能层(n)；各能层最多容纳
的电子数为2n2。
对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的能级(l)；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s、p、d、f的顺序升高，即E(s)＜E(p)
＜E(d)＜E(f)。
各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：
能层(n) 一二三四五六七符号K L M N O P Q 能级(l) 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 ………
2 8 18 32 ……2n2
［随堂练习］
1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。
这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。
下列说法正确的是 ( )
A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程
B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的
C“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D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论
2．支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是（）
A．宇宙原子总数的88.6％是氢B．地球上的元素绝大多数是金属
C．普鲁特“氢是元素之母”的预言 D．宇宙中存在少量稀有气体分子。