高中化学第一章原子结构与性质第一节第1课时能层与能级构造原理同步练习新人教版选修32

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高中化学第一章原子结构与性质第一节第1课时能层与能级构造原理同步练习新人教版选修32

- 1 - 第 1 课时 能层与能级 构造原理 [明确学习目标] 1.了解原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。2.了解构造原理, 知道原子核外电子的能级分布。3.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。 学生自主学习 一、原子的诞生、能层与能级 1.原子的诞生 (1) (2)宇宙中元素的组成及含量 (3)地球的组成元素 2.能层与能级 (1)能层:根据多电子原子的核外电子的□05 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□06 能量也可能不同,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 等组合在一起来表示,如 n 能层的能级按能 量由低到高的顺序排列为 ns、np、nd、nf 等。 ③能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系 - 2 - 二、构造原理与电子排布式 1.构造原理 随着原子□01 核电荷数的递增,绝大多数元素的原子□02 核外电子排布遵循下列顺序: 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□03 右上角,并按照□04 能层从左到右的顺序 排列的式子,称为电子排布式。如: - 3 - (2)实例:Mg、Cl、Ca 的电子排布式: Mg:1s22s22p63s2 Cl:1s22s22p63s23p5 Ca:1s22s22p63s23p64s2 1.是否每个能层都有 s 能级?请具体说明。 提示:是。任一能层的能级总是从 s 能级开始,如 K 层只有 s 能级,L 层有 s 和 p 两个能 级,M 层有 s、p、d 三个能级,以此类推,因此每个能层都有 s 能级。 2.能层所包含的能级数与该能层的序数有关系吗?举例说明。 提示:有,是相等关系。如:M 能层的能级数为 3,分别是 3s、3p、3d。 3.能层越大,能级的能量越高吗? 提 示 : 不 是 。 从 构 造 原 理 示 意 图 中 可 以 看 出 能 级 的 能 量 高 低 除 了 符 合 E(ns)E(4s) 、 E(4d)>E(5s) 、 E(5d)>E(6s) 、 E(6d)>E(7s) 、 E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。 课堂互动探究 一、能层与能级的有关规律 (1)每一能层最多可容纳的电子数为 2n2(n 为能层序数)。 例如:K 层最多容纳 2 个电子;L 层最多容纳 8 个电子;M 层最多容纳 18 个电子;N 层最 多容纳 32 个电子…… (2)在每一个能层中,能级符号的顺序是 ns、np、nd、nf……(n 为能层序数)。 (3)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,即第一(K)能层只 有 1 个能级,第二(L)能层有 2 个能级,第三(M)能层有 3 个能级,以此类推。 (4)以 s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7……的 2 倍。 (5)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如,1s、2s、3s、4s…… 能级最多都只能容纳 2 个电子。 [即时练] 1.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 答案 B - 4 - 解析 根据现代大爆炸宇宙学理论,自然界中的元素在大爆炸中已经全部生成,但恒星 间仍然存在着不同元素间的转化(核裂变和核聚变),这一过程中没有新元素(未被发现的元素) 生成。 2.已知 n 表示能层序数,下列说法正确的是(  ) A.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 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 答案 A 解析 按 s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7……的 2 倍,A 正确;任一能层的能级总是从 s 能级开始,且能级数等于该能层序数,B、C 错误;每 个能层可容纳的最多电子数为 2n2,但不是一定含有 2n2 个电子,D 错误。 二、构造原理与电子排布式 1.基态原子电子排布式的书写方法 构造原理是书写基态原子电子排布式的依据。 第 一 步 : 按 照 构 造 原 理 写 出 电 子 填 入 能 级 的 顺 序 : 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…… 第二步:根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步:去掉空能级,并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 2.依据构造原理:能级的能量顺序为 np<(n+1)sE(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,C 项的正确顺序为 E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s)。 4.下列有关构造原理的说法错误的是(  ) A.原子核外电子填充 3p、3d、4s 能级的顺序为 3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子的排布为 3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.构造原理中的电子排布能级顺序,实质是各能级能量由低到高的顺序 答案 C 解析 根据构造原理示意图判断,A 项和 B 项正确;绝大多数基态原子的核外电子排布都 遵循构造原理,但也有少数例外,如 Cu 和 Ag,故 C 项错误。构造原理中电子填入能级的顺序 即各能级能量由低到高的顺序,故 D 项正确。 本课归纳总结    学习效果检测 1.下列说法正确的是(  ) A.氢是宇宙中最丰富的元素,约占宇宙中原子总数的 99.7% B.核外电子是分层排布的,各能层与能级的能量不相同 C.p 能级一般容纳 6 个电子,最多时可容纳 12 个 D.1s、2s、3s、4s、5s、6s、7s 因均为 s 能级,故能量相同 答案 B 解析 氢是宇宙中最丰富的元素,约占宇宙中原子总数的 88.6%,氢、氦两元素合起来约 占宇宙中原子总数的 99.7%,A 错误;p 能级最多容纳 6 个电子,C 错误;虽然 1s、2s、3s、 4s、5s、6s、7s 均为 s 能级,但由于能层不同,故能量不相同,D 错误。 2.某元素的原子序数为 33,则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在(  ) A.3s 能级 B.4p 能级 C.4s 能级 D.3p 能级 答案 B 解析 原子序数为 33 的元素是 As,其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3。 3.元素 A 的阳离子 A3+的最外层电子排布式为 3d5。那么元素 A 的基态原子的核外电子排 布式为(  ) - 6 - A.1s22s22p63s23p63d8 B.1s22s22p63s23p63d64s2 C.1s22s22p63s23p64s13d7 D.1s22s22p63s23p64s24p6 答案 B 解析 根据元素 A 的阳离子 A3+的最外层电子排布式为 3d5 可知 A 为 Fe,故其基态原子的 核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2,B 正确。 4.质子数小于 18 的两种元素 A 和 B,A 原子的最外层电子数为 a,次外层的电子数为 b; B 原子的 M 层电子数为(a-b),L 层的电子数为(a+b),请回答: (1)A 元素的名称是________,B 元素的元素符号是________。 (2)A 离 子 的 核 外 电 子 排 布 式 是 ____________ , B 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 是 ________________。 答案 (1)氧 Si (2)1s22s22p6 1s22s22p63s23p2 解析 由 B 原子的 M 层有电子,知其 L 层电子必为充满,即 a+b=8,而 A 原子次外层的 电子数为 b,则 b 只能等于 2,是 K 层,则 a 等于 6,故 A 为氧,B 为硅,接下来还要注意填 写名称和符号、离子和原子的核外电子排布式的区别。 - 7 -
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