第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

11、原子的認(rèn)識(shí)過(guò)程古希臘哲學(xué)家留基伯和德謨克立特思辨精神原子：源自古希臘語(yǔ)Atom，不可再分的微粒1、原子的認(rèn)識(shí)過(guò)程古希臘哲學(xué)家留基伯和德謨克立特思辨精神21803年道爾頓（英）原子是微小的不可分割的實(shí)心球體1803年道爾頓（英）原子是微小的不可分割的實(shí)心球體31897年英國(guó)科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。原子是一個(gè)平均分配著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成中性原子1897年英國(guó)科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。原子是一個(gè)平均分配著正41911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟?！娮永@核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟?！娮永@核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型51913年，丹麥科學(xué)家玻爾—核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型（行星模型）1913年，丹麥科學(xué)家玻爾—核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型（66．20世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家薛定諤等人以量子力學(xué)為基礎(chǔ)—電子云模型6．20世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家薛定諤等人以量子力學(xué)7近代原子論發(fā)現(xiàn)電子帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型電子云模型近代原子論發(fā)現(xiàn)電子帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型電子云模型8一、開(kāi)天辟地──原子的誕生1、現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論其他元素原子核的熔合反應(yīng)大量氫少量氦極少量鋰約2h后宇宙大爆炸誕生于2、氫是宇宙中最豐富的元素，是所有元素之母。3、地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬（包括稀有氣體）僅22種。第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、開(kāi)天辟地──原子的誕生1、現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論其他元素原9原子的結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子質(zhì)子中子核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)原子的結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子質(zhì)子中子核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)10(1)、如圖，在多電子原子中，核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的，能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域里運(yùn)動(dòng)，能量低的電子在離核近的區(qū)域里運(yùn)動(dòng)。這也說(shuō)明多電子的原子中電子的能量是不同的。能量不同的電子在核外不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這種不同的區(qū)域稱為能層，即電子層。二、能層與能級(jí)1.能層：(1)、如圖，在多電子原子中，核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的，能量高的11思考：原子核外電子的每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系？從K至Q，能層離核越遠(yuǎn)，能層能量越高。2n2（2）能層的表示方法：思考：原子核外電子的每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)12規(guī)定：任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始，依次稱p、d、f能級(jí)……在多電子原子中，同一能層的電子的能量也可能不同，可以將它們分為不同的能級(jí)。2、能級(jí):規(guī)定：任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開(kāi)始，在多電子原子中，同13能層KLMNO能級(jí)…最多容納電子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026①每一能層中能級(jí)符號(hào)的順序是ns、np、nd、nf……(n代表能層)②任一能層的能級(jí)總從s能級(jí)開(kāi)始，能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)。④以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍。③各能級(jí)所在能層的取值ns→n≥1；np→n≥2；nd→n≥3；······2818322n2能層KLMNO能級(jí)…最多容納電子…1s2s2p3s3p3d4141、以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能級(jí)符號(hào)錯(cuò)誤的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB3、下列各電子能層中，不包含d能級(jí)的是（）A、N能層B、M能層C、L能層D、K能層CD1、以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）2、若n=3，以下能15問(wèn)題探究

根據(jù)已有知識(shí)，試寫出K原子原子結(jié)構(gòu)示意圖？答案一：

+19289+192881答案二：

16問(wèn)題探究根據(jù)已有知識(shí)，試寫出K原子原子16三、構(gòu)造原理原子核外電子排布必須遵循一定的能級(jí)順序進(jìn)行填充三、構(gòu)造原理原子核外電子排布必須遵循一定的能級(jí)順序進(jìn)行填充1776543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

電

子

填

充

順

序

圖構(gòu)造原理：

1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

規(guī)律

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d7p18存在著能級(jí)交錯(cuò)76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p518各能層能級(jí)能量關(guān)系19各能層能級(jí)能量關(guān)系1919核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型課件20構(gòu)造原理中排布順序的實(shí)質(zhì)(1)相同能層的不同能級(jí)的能量高低順序：(2)英文字母相同的不同能級(jí)的能量高低順序：(3)不同層不同能級(jí)可由下面的公式得出:

-----各能級(jí)的能量高低順序

ns＜np＜nd＜nf1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4dns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np(n為能層序數(shù))構(gòu)造原理中排布順序的實(shí)質(zhì)(1)相同能層的不同能級(jí)的能量高低順212.電子排布式：Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級(jí)上排布的電子數(shù)能級(jí)符號(hào)KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN注意：按能層次序書(shū)寫，按構(gòu)造原理充入電子。用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角表明該能級(jí)上排布的電子數(shù)。2.電子排布式：Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級(jí)22寫出下列元素原子的電子排布式：C、O、Si、P21Sc、25Mn、27Co、36Kr寫出下列元素原子的電子排布式：C、O、Si、P21Sc23教材P7簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同簡(jiǎn)化為如：Na：1s22s22p63s1試寫出8號(hào)、14號(hào)、26號(hào)元素的簡(jiǎn)化排布式？［稀有氣體元素符號(hào)］+外圍電子該元素前一個(gè)周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)O：[He]2s22p4

Si：[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2教材P7簡(jiǎn)化電子排布式[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀241、下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的有（）A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化學(xué)用語(yǔ)，不能表示氯離子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、構(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序，實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低。若以E(nl)表示某能級(jí)的能量，以下各式中正確的是（）A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB4、某元素原子的價(jià)電子構(gòu)型為3s23p4,則此元素在周期表的位置是____________第3周期，第VIA族1、下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的251.下列各原子的電子排布正確的是

A.Be1s22s12p1B.C1s22s22p2

C.He1s12s1D.Cl1s22s22p63s23p5BD1.下列各原子的電子排布正確的是BD262．下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是（）A.Al1s22s22p63s23p1

B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6

D.Si1s22s22p2

D2．下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是（）D27四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜1.能量最低原理:原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài).2.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子處于最低能量的原子叫基態(tài)原子;當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)成為激發(fā)態(tài)原子。釋放能量基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜1.能量最低原理:28碳原子吸收能量后由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)當(dāng)然也可以從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)（放熱）同一能級(jí)上的電子的能量相同碳原子吸收能量后由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)當(dāng)然也可以從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)（29下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的30可利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的能量表現(xiàn)為光的形式用光譜儀攝取得到各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜可利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析不同元素的31原子光譜圖原子光譜圖32鋰、氦、汞的原子光譜圖鋰、氦、汞的原子光譜圖331、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤1）1s22p1屬于基態(tài)；2）1s22s22p63s23p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)；3）1s22s22p63d1屬于激發(fā)態(tài)；4）1s22s22p63p1屬于基態(tài)；課堂練習(xí)xx√x1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤課堂練習(xí)xx√x341、核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：①__________②____________③_________________因此，電子運(yùn)動(dòng)不能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)描述，只能用______的觀點(diǎn)來(lái)描述。我們不可能像描述宏觀運(yùn)動(dòng)物體那樣，確定某個(gè)時(shí)刻的電子會(huì)在哪里？___________________________。

質(zhì)量極小

運(yùn)動(dòng)空間極小

極高速運(yùn)動(dòng)

統(tǒng)計(jì)只知它在原子核外各處出現(xiàn)的概率五、電子云與原子軌道1、核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：質(zhì)量極小運(yùn)動(dòng)空間極小極高速運(yùn)動(dòng)35核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型課件36電子云：電子在核外出現(xiàn)的概率圖。描述核外電子運(yùn)動(dòng)特征的圖象。電子云中的小黑點(diǎn)：并不是表示原子核外的一個(gè)電子,而是表示電子在此空間出現(xiàn)的機(jī)率。小黑點(diǎn)密度大的地方說(shuō)明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，而小黑點(diǎn)密度小的地方說(shuō)明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。2、核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述電子云：電子在核外出現(xiàn)的概率圖。2、核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述37S能級(jí)的原子軌道S能級(jí)的原子軌道是球形對(duì)稱的.3、原子軌道------把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來(lái)，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。S能級(jí)的原子軌道S能級(jí)的原子軌道是球形對(duì)稱的.3、原子軌道-38S的原子軌道是________形的，能層序數(shù)越大，原子軌道的________。半徑越大

球不同的軌道上電子的形狀S的原子軌道是________形的，能層序數(shù)越大，原子39

P的原子軌道是________形的，每個(gè)P能級(jí)有_______個(gè)軌道，它們互相垂直，分別以_____、______、_______為符號(hào)。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數(shù)增大而_____。

啞鈴

3PxPyPz增大P的原子軌道是________形的，每個(gè)P能級(jí)有___40原子軌道能量高低有如下規(guī)律：（1）相同能層上原子軌道能量高低：ns<np<nd<nf（2）形狀相同的原子軌道能量高低：1s<2s<3s<4s……（3）能層和形狀都相同的原子軌道能量相等：如：2Px=2Py=2Pz(簡(jiǎn)并軌道）說(shuō)明：說(shuō)明：41六、原子核外電子排布規(guī)律③最外層最多只能容納8個(gè)電子（氦原子是2個(gè)）；④次外層最多只能容納18個(gè)電子；⑤倒數(shù)第三層最多只能容納32個(gè)電子；②

每個(gè)能層最多只能容納2n2電子。①

核外電子總是盡量先排布在能量較低的能層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能層。六、原子核外電子排布規(guī)律③最外層最多只能容納8個(gè)電子（氦42核外電子排布的原則1、能量最低原理：原子核外電子先占有能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量高的軌道，這樣使整個(gè)原子處于能量最低的狀態(tài)。(2)泡利原理：每個(gè)原子軌道上最多只能容納兩個(gè)自旋方向不同的電子。如2s軌道上的電子排布為 ，不能為核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型課件43(3)洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋方向相同，這樣整個(gè)原子的能量最低。如2p3的電子排布為 ，不能為(4)洪特規(guī)則的特例：有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。

(3)洪特規(guī)則：原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電44核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型課件45（1）Al：1s22s22p63s13p2

（2）Cl：1s22s22p63s23p5（3）S：1s22s22p63s33p3

（4）K：1s22s22p63s23p63d1(5)24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2判斷:下列原子的電子排布式是否正確；如不正確，說(shuō)明它違反了什么原理？（1）Al：1s22s22p63s13p2判斷:下列原子的463、電子排布圖

將每一個(gè)原子軌道用一個(gè)方框表示，在方框內(nèi)標(biāo)明基態(tài)原子核外電子分布的式子稱為電子排布圖。

例：寫出O原子的電子排布圖O原子的電子排布式：1s

2s

2p1s22