選擇性必修二第一章第一節(jié)

（原子結(jié)構(gòu)）人民教育出版社高中化學(xué)新課導(dǎo)入【知識回顧】核外電子排布的一般規(guī)律(1)核外電子排布由

能量到

能量。(2)原子核外各電子層最多容納

個電子。(3)原子最外層電子數(shù)目不能超過

個（K層為最外層時不能超過

個電子）。(4)次外層電子數(shù)目不能超過

個(K層為次外層時不能超過

個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過

個。說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解低高2n2（n為電子層數(shù)）8218232新課導(dǎo)入玻爾原子模型1922年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者1920年，丹麥科學(xué)家玻爾在氫原子模型基礎(chǔ)上，提出

，即從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入原子核外“殼層”的順序，由此開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋

的篇章。構(gòu)造原理元素周期律1925年以后，玻爾的“殼層”落實為“能層”與“能級”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋能量的高低順序為________________________________________________。能量關(guān)系：

能層序號一、二、三、四、五、六、七……分別用

、

、

、

、

、

、

…表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為

個序號及符號：根據(jù)核外電子的

不同，將核外電子分為不同的能層(電子層)含義：能量KLMNOPQ2n2E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)一、能層與能級不是真實存在的，只是為了研究方便假設(shè)的（一）能層原子核電子層

能層越高，電子的能量越高四三二一一、能層與能級（二）能級①任一能層的能級總是從

能級開始。能級符號前面用數(shù)字表示

序數(shù)。②每一能級用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母

……組合在一起來表示：如：K層中只有

能級，N能層的s能級表示為

。根據(jù)多電子原子的

電子的

不同，將它們分為不同能級。能量s1.含義：2.表示方法：同一能層的s、p、d、f能層1s4s一、能層與能級（二）能級n能層的能級按能量由低到高的順序為E(ns)<________<________<E(nf)……E(np)3.能級的能量高低E(nd)4.規(guī)律能層序數(shù)：1234能級數(shù)：1234①能級數(shù)＝____________。能層序數(shù)②s、p、d、f…各能級最多能容納的電子數(shù)依次為奇數(shù)序列

、

、

、

…的2倍（每個軌道最多容納2個電子，那么s、p、d、f…各能級對應(yīng)的軌道數(shù)分別是

、

、

、

…）一、能層與能級（二）能級4.規(guī)律13571357①先看能層，一般情況下，能層序數(shù)越大，能量越

。②再看同一能層各能級的能量順序：E(ns)

E(np)

E(nd)

E(nf)；③不同能層中的同一能級，能層序數(shù)越大，能量越

,例如E(1s)

E(2s)

E(3s)④不同原子的同一能層的同一能級的能量大小也

，例如Ar的1s能級的能量

S的1s能級的能量。一、能層與能級（二）能級5.能級能量大小的判斷方法：高＜＜＜高＜＜不同≠一、能層與能級【課堂練習(xí)】一、能層與能級【課堂練習(xí)】比較各能層或能級中電子能量大?。?1)E(2s)________E(4s)；(2)E(3p)________E(3d)；(3)E(5d)________E(4d)；(4)E(3s)________E(2p)；(5)E(K)________E(L)________E(M)。＜＜＞＞＜＜一、能層與能級【思考】1．L層中有

個能級，分別是

；M層中有

個能級，分別是

。2．以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個電子？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)是否相同？22s、2p33s、3p、3d分別是2、6、10、14個相同，均為10個第五能層最多可容納多少個電子？它們分別容納在哪些能級中？各能級最多容納多少個電子？各能級最多容納的電子數(shù)為：5s能級2×1=25p能級2×3=65d能級2×5=105f能級2×7=145g能級（了解）2×9=18總計50個電子。二、電子云與原子軌道1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在

上繞核運(yùn)行。線性軌道1922年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者然而，1926年，玻爾建立的線性軌道模型被量子力學(xué)推翻。二、電子云與原子軌道1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出：可以用一個數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)，為近代量子力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。量子力學(xué)指出：一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子并不在玻爾假設(shè)的線性軌道上運(yùn)動，而是在核外空間各處都可以出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的概率不同。埃爾溫·薛定諤(ErwinSchr?dinger)二、電子云與原子軌道（一）概率密度(ρ)P表示電子在某處出現(xiàn)的概率V表示該處的體積ρ＝PV

表達(dá)公式二、電子云與原子軌道處于一定

的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述?？臻g運(yùn)動狀態(tài)（二）電子云1.概念2.含義用單位體積內(nèi)小點的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率大小，小點越密，表示概率密度

。氫原子1s電子的概率密度分布圖小點是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述越大二、電子云與原子軌道將出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來3.電子云輪廓圖1s電子的電子云輪廓圖繪制過程繪制電子云輪廓圖的目的：表示電子云輪廓的形狀，對核外電子的空間運(yùn)動狀態(tài)有一個形象化簡便描述。二、電子云與原子軌道4.電子云或原子軌道的形狀(1)s能級形狀：

能層越高，s電子的電子云半徑越

，能量越

。只有1種空間伸展方向球形（非圓形）大高形狀：

或紡錘形

能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越

。伸展方向：

。同一能層中px、py、pz的能量什么關(guān)系?二、電子云與原子軌道4.電子云或原子軌道的形狀(2)p能級啞鈴形大相互垂直的3種空間伸展方向相同二、電子云與原子軌道4.電子云或原子軌道的形狀(3)d能級d能級電子云輪廓圖是花瓣形或雙啞鈴形。有5種空間伸展方向。二、電子云與原子軌道（三）原子軌道（電子云輪廓圖）1.概念2.表示量子力學(xué)把電子在原子核外的一個

稱為一個原子軌道?？臻g運(yùn)動狀態(tài)常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。各能級的一個伸展方向的電子云輪廓圖即表示一個

軌道?！緦Ρ确治觥緾有

種不同空間運(yùn)動狀態(tài)的電子；有

種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。（已知C原子的2px、2py上各有一個電子）原子46二、電子云與原子軌道（三）原子軌道原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：4.原子軌道數(shù)目＝n23.各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目1357二、電子云與原子軌道（三）原子軌道原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：4.原子軌道數(shù)目＝n23.各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目1357二、電子云與原子軌道（三）原子軌道【思考】1．不同能層中的s軌道和p軌道電子云輪廓圖分別相同嗎？能量分別相同嗎？相同不同二、電子云與原子軌道【總結(jié)1】原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系(1)不同能層的相同能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數(shù)越

，原子軌道的半徑越

。(2)s能級只有

原子軌道。p能級有

原子軌道，它們

，分別用px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量

。(3)在同一能層，原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：原子軌道數(shù)＝

。大大1條3條相互垂直相同n2二、電子云與原子軌道【總結(jié)2】能層、能級、軌道之間的關(guān)系：能層里有

，能級里有

。能級軌道能層序號(n)12345能層符號

各能層最多可容納電子數(shù)

能級符號

5s5p……各能級最多可容納電子數(shù)

……軌道數(shù)

各軌道最多可容納電子數(shù)

三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜基態(tài)原子基態(tài)原子

能量，它的電子會躍遷到

能級，變成激發(fā)態(tài)原子KLM基態(tài)氫原子處于

狀態(tài)的原子最低能量KLM能量吸收較高激發(fā)態(tài)原子激發(fā)態(tài)氫原子基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化吸收能量釋放能量光(主要形式)基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜焰火霓虹燈光激光熒光LED燈光生活中：與電子躍遷有關(guān)的現(xiàn)象三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜吸收能量基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子釋放能量吸收光譜發(fā)射光譜光譜光譜的成因及分類不同元素原子的電子發(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原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜【思考】根據(jù)圖片中展示的吸收光譜與發(fā)射光譜，你能發(fā)現(xiàn)二者的區(qū)別和聯(lián)系嗎？區(qū)別：吸收光譜的譜圖一般是

背景的

譜線（“明亮”或“暗色”，下同），發(fā)射光譜的譜圖一般是

背景的

譜線。聯(lián)系：同一種元素原子的吸收光譜和發(fā)射光譜呈現(xiàn)一種

的狀態(tài)。鋰、氦、汞的發(fā)射光譜鋰、氦、汞的吸收光譜明亮暗色暗色明亮互補(bǔ)三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的

來鑒定元素，稱為光譜分析。特征譜線光譜分析應(yīng)用1發(fā)現(xiàn)新元素應(yīng)用2檢驗元素不同元素的焰色試驗應(yīng)用四、構(gòu)造原理與電子排布式以

事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入

的順序稱為構(gòu)造原理能級光譜學(xué)說明每一行對應(yīng)一個________每個小圈表示一個______各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數(shù)遞增而增加的電子填入能級的順序能層能級KLMNOPQ1s2s3s2p3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p構(gòu)造原理示意圖構(gòu)造原理四、構(gòu)造原理與電子排布式【思考】當(dāng)4s能級排滿之后，下一個電子應(yīng)該如何排布，是3d能級還是4p能級?能層KLMN最多電子數(shù)281832能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226261s2s3s2p3p4s13d4p能級交錯四、構(gòu)造原理與電子排布式(上一能層的d能級與下一能層的s能級交錯)ns→(n-2)f→(n-1)d→np隨核電荷數(shù)增大，電子并不總是填滿一個能層后再填入下一個能層，這種現(xiàn)象稱為能級交錯能級交錯定義規(guī)律四、構(gòu)造原理與電子排布式【注意】①構(gòu)造原理不是某個原子的能級的能量高低順序，只是元素周期表中，隨著核電荷數(shù)遞增時，新增電子被填入能級的先后順序。②對于出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象的軌道，如3d和4s，二者能量的高低不是一成不變的，只是電子按照這樣的順序填充之后，能使整個原子處于能量最低的狀態(tài)。四、構(gòu)造原理與電子排布式【課堂練習(xí)】請根據(jù)構(gòu)造原理分析15號元素P、25號元素Mn的核外電子在能級中的排布(補(bǔ)充能級排布順序)。能級排布順序1s2s2p3s3p

15P

25Mn

4s3d4p第一步根據(jù)構(gòu)造原理列出能級排布的順序第二步將核外電子依次填入其中226232262625四、構(gòu)造原理與電子排布式5.補(bǔ)充規(guī)則——光譜學(xué)事實：當(dāng)p、d、f能級處于

、

或

狀態(tài)時，能量相對較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。能級排布順序1s2s2p3s3p4s3d4p填充電子數(shù)2262615能級排布順序1s2s2p3s3p4