第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第一頁，共五十二頁。一、人類對原子的認識過程1、公元前5世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。第二頁，共五十二頁。

原子是不可以分的微粒，原子的分離和結(jié)合是萬物變化的根本。第三頁，共五十二頁。19世紀初(1803)，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是組成物質(zhì)的基本的粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球體。第四頁，共五十二頁。1897年，英國科學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。湯姆生原子模型(1904年)：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，形成中性原子。俗稱“棗糕式”模型。

第五頁，共五十二頁。4.1911年,盧瑟福原子模型（空心球）：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就象行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)。第六頁，共五十二頁。5.1913年,波爾原子模型主要觀點：

1、電子在原子核外空間的一定軌道路上繞核做高速的圓周運動，并且不輻射能量。

第七頁，共五十二頁。2、在不同軌道上的電子具有不同的能量，而且能量是量子化的，軌道能量依次增大而升高，稱為量子數(shù)

3、只有當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才會輻射或吸收能量。如果輻射出或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)出來并被記錄下來，就形成了光譜。第八頁，共五十二頁。6.1935年,電子云模型（概率說）第九頁，共五十二頁。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)模型電子云模型第十頁，共五十二頁。原子的構(gòu)成、原子核的構(gòu)成是怎樣的?原子原子核核外電子

質(zhì)子

中子{{第十一頁，共五十二頁。二、原子核外電子排布第十二頁，共五十二頁。15第1層第2層第3層K層L層M層原子核原子核帶正電核電荷數(shù)285＋原子結(jié)構(gòu)示意圖第十三頁，共五十二頁。1.原子核外電子運動區(qū)域與電子能量的關(guān)系電子能量高的在離核遠的區(qū)域內(nèi)運動，電子能量低在離核近的區(qū)域內(nèi)運動

，把原子核外電子分成不同的能層；分別用一、二、三、四、五、六、七…表示，符號分別為K、L、M、N、O、P、Q…。同一能層的電子，能量也可不同，可以把它們分成能級，符號為：spdf第十四頁，共五十二頁。2.原子核外電子排布規(guī)律①最外層最多只能容納8個電子(氦原子是2個)；②次外層最多只能容納18個電子；③倒數(shù)第三層最多只能容納32個電子；④每個電子層最多只能容納2n2電子；⑤各電子層所能容納的電子數(shù)必須服從于其所在的位置；⑥電子總是盡先排布在能量最低的能級里第十五頁，共五十二頁。能層一二三四五六七符號能級最多電子數(shù)KLMNOPQ1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…226261026101426…

注:在每一能層中，能級符號的順序是nsnpndnf….(n代表能層）第十六頁，共五十二頁。三、構(gòu)造原理1.構(gòu)造原理隨著原子核電荷數(shù)的遞增，絕大多數(shù)元素的原子核外電子的排布將遵循右圖的排布順序。第十七頁，共五十二頁。2.元素原子的電子排布式H:1s1He:1s2Li:1s22s1B:1s22s22p1Na:1s22s22p63s1Fe:1s22s22p63s23p63d64s2Kr:1s22s22p63s23p63d104s24p6第十八頁，共五十二頁。四、電子云與原子軌道1、仔細觀察下面兩幅動畫。2、你看到了什么？聯(lián)想到了什么？第十九頁，共五十二頁。蜜蜂采蜜第二十頁，共五十二頁。氫原子核外電子運動的模擬動畫第二十一頁，共五十二頁。(a)5張照片疊印(b)(c)(d)(e)

用小黑點的疏密程度來表示電子在核外空間某處出現(xiàn)機會的多少，稱電子云。氫原子的五次瞬間照相100張照片疊印

氫原子核外電子的電子云呈球形對稱第二十二頁，共五十二頁。第二十三頁，共五十二頁。電子云圖的概念電子在原子核外的運動可以用電子在核外空間出現(xiàn)概率的大小來描述。通常用小點的密程度來表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。點密集的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率大；點稀的地方，表示電子表在那里出現(xiàn)的概率小。這種形象地描述電子云在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形稱為電子云圖。第二十四頁，共五十二頁。1.電子云電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布。電子云是核外電子運動狀態(tài)的形象化描述。概率分布圖(電子云)電子云輪廓圖的制作過程90%原子軌道第二十五頁，共五十二頁。2.原子軌道球形s能級的原子軌道圖第二十六頁，共五十二頁。p能級的原子軌道圖第二十七頁，共五十二頁。2.原子軌道d能級的原子軌道圖第二十八頁，共五十二頁。2.原子軌道f能級的原子軌道圖第二十九頁，共五十二頁。①能量最低原理：原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理3、基態(tài)原子排布原則第三十頁，共五十二頁。

②.泡利不相容原理在同一個原子里，不存在四個方面的運動狀態(tài)完全相同的電子核外電子排布的軌道表示式↑↓↑1s2s2pLi↑↓↑↓1s2s2pBe↑↓↑↓↑1s2s2pB↑↓↑↓↑↑1s2s2pC↑↓↑↓↑↑↑1s2s2pN↑↓↑↓↑↓↑↑1s2s2pO第三十一頁，共五十二頁。

③.洪特規(guī)則當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同↑↓↑↓↑↑1s2s2pC↑↓↑↓↑↑↑1s2s2pN↑↓↑↓↑↓↑↑1s2s2pO第三十二頁，共五十二頁。④、洪特規(guī)則特例那就是對于同一能級，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時，整個原子體系最穩(wěn)定

第三十三頁，共五十二頁。量子力學能層主量子數(shù)（n）能級角量子數(shù)（l）原子軌道磁量子數(shù)（m）自旋自旋量子數(shù)（ms）第三十四頁，共五十二頁。基態(tài)原子：處于最低能量的原子在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量最低的能級里，然后排布在能量逐漸升高的能級里激發(fā)態(tài)原子：當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子五、激態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜第三十五頁，共五十二頁。原子光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜.鋰、氦、汞的發(fā)射光譜鋰、氦、汞的吸收光譜利用光譜分析可以發(fā)現(xiàn)新元素或利用特征譜線鑒定元素第三十六頁，共五十二頁。若獲得的光譜由各種波長的光組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則這種光譜稱為連續(xù)光譜。若獲得的光譜由具有特定波長的，彼此分立的譜線組成，則這種光譜稱為線狀光譜。第三十七頁，共五十二頁。1.下列有關(guān)認識正確的是A.各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序分別為1、3、5、7B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束C.各能層含有的能級數(shù)為n-1D.各能層含有的電子數(shù)為2n2第三十八頁，共五十二頁。2.下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是ABCD第三十九頁，共五十二頁。3.按能量由低到高的順序排列，正確的一組是A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3p第四十頁，共五十二頁。4.以下電子排布式表示基態(tài)原子電子排布的是A．1s22s22p63s13p3B．1s22s22p63s23p63d104s14p1C．1s22s22p63s23p63d24s1D．1s22s22p63s23p63d104s24p1

第四十一頁，共五十二頁。5.電子由3d能級躍遷至4p能級時，可通過光譜儀直接攝取A．電子的運動軌跡圖像B．原子的吸收光譜C．電子體積大小的圖像D．原子的發(fā)射光譜第四十二頁，共五十二頁。歸納與小結(jié)1.描述核外電子運動狀態(tài)的四個方面能層(電子層)n能級(電子亞層)l軌道(電子云的伸展方向)m自旋方向ms第四十三頁，共五十二頁。描述核外電子運動狀態(tài)的四個方面能層(電子層)原子核外的電子可以看作是分層排布的。處于不同層次中的電子，離核的遠近也不同。離核愈近的電子層能級愈低，離核愈遠的電子層能級愈高。通常用n=1、2、3…等數(shù)值來表示電子層離核的遠近。n=1，即表示離核最近的電子層，其中的電子能量最小。n=2，即表示為第二電子層。有時也用K、L、M、N、O等分別表示1、2、3、4、5等電子層第四十四頁，共五十二頁。1.描述核外電子運動狀態(tài)的四個方面能級(電子亞層)即使在同一電子層中的電子，能量也常有差別，它們電子云的形狀也不相同。所以每一個電子層，又可以分作幾個電子亞層，分別用s、p、d、f等符號來表示第四十五頁，共五十二頁。1.描述核外電子運動狀態(tài)的四個方面軌道(電子云的伸展方向)電子云不僅有確定的形狀，而且有一定的伸展方向。s電子云是球形對稱的，在空間各個方向上伸展的程度相同。p電子云在空間可以有三種互相垂直的伸展方向。d電子云可以有五種伸展方向，f電子云可以有七種伸展方向。如果把在一定電子層上，具有一定形狀和伸展方向的電子云所占據(jù)的空間稱為一個軌道，那么s、p、d、f四個能級就分別有1、3、5、7個軌道第四十六頁，共五十二頁。1.描述核外電子運動狀態(tài)的四個方面自旋方向電子不僅在核外空間不停地運動，而且還作自旋運動。電子自旋有兩種狀態(tài)，相當于順時針和逆時針兩種方向。常用向上箭頭“↑”和向下箭頭“↓”來表示不同的自旋狀態(tài)

第四十七頁，共五十二頁。2.核外電子的排布規(guī)律核外電子的排布遵循以下規(guī)律能量最低原理泡利不相容原理洪特規(guī)則第四十八頁，共五十二頁。2.核外電子的排布規(guī)律能量最低原理在核外電子排布中，電子總是盡量最先占有能量最低的軌道，只有能量最低的軌道被占滿后，電子才能依次占有能量較高的軌道，這就是所謂能量最低原理

泡利不相容原理在同一個原子里，不存在四個方面的運動狀態(tài)完全相同的電子

第四十九頁，共五十二頁。洪特規(guī)則在同一能級中的各個軌道上，如3個p軌道、或5個d軌道，或7個f軌道上的電子排布，傾向于盡可能分占不同的軌道，而且它們的自旋方向相同。這樣的排布，使整個原子的能量最低洪特規(guī)則特例那就是對于同一能級，當電子排布為全充滿、半充滿或全空時，整個原子體系最穩(wěn)定

第五十頁，共五十二頁。練習1.人們常將在同一原子軌道上運動的，自旋方向相反的2個電子，稱為“電子對”；將在同一原子軌道上運動的單個電子，稱為“未成對電子”。以下有關(guān)主族元素原