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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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
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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：
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(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
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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( )
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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。
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