化学_选修3_第一章第一节原子结构课件_(123)1

1、第一节第一节 原子结构原子结构1公元前公元前5世纪，希腊哲世纪，希腊哲学家学家德谟克利特德谟克利特等人认为等人认为 ：万物是由大量的不可分割万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即的微粒构成的，即原子原子。219世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出提出近近代原子学说代原子学说，他认为原子是微小的不可，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。分割的实心球体。3 318971897年英国科学家年英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子。发现了电子。原子是一个平均分配着正电荷的粒子，原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性

2、原子从而形成中性原子41911年，英国物理学家年，英国物理学家卢瑟福卢瑟福电子电子绕核旋转绕核旋转的原子结构模型的原子结构模型51913年，丹麦科学家年，丹麦科学家玻尔玻尔核外电核外电子分层排布的原子结构模型子分层排布的原子结构模型620世纪世纪20年代中期，奥地利物理学家年代中期，奥地利物理学家薛定谔薛定谔等人以等人以量子力学量子力学为基础为基础电子云电子云模型模型近近代代原原子子论论发发现现电电子子带核原子结构模型带核原子结构模型轨道原子结构模型轨道原子结构模型1、 能层能层：按：按原子核外电子原子核外电子能量能量的差异，可以将核外电子分为的差异，可以将核外电子分为不同的能层不同的能层即电

3、子层。即电子层。三、能层与能级三、能层与能级能层能层12345n符号符号KLMNO212 =2222 =8232=18 242=32252=502n2 能层（能层（即电子层）即电子层）（1）先排能量低的电子层，再排能量高先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外的电子层，由里往外。（2）每一层最多容纳电子数：）每一层最多容纳电子数：2n2个。个。（3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8个（个（K层为层为最外层时不超过最外层时不超过2个）。个）。（4）次外层电子数不超过）次外层电子数不超过18个，倒数第个，倒数第三层不超过三层不超过32个。个。问题：核外电子的排布规律问题：核外电子的

4、排布规律:规定，任一能层的能级总是从规定，任一能层的能级总是从 s 能级能级开始，依次称开始，依次称p、d、f、g能级能级能层能层 K L M N O能级能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多最多电子电子数数2 2 6 2 6 10 2 6 10 142、能级能级:在多电子原子中，同一能层在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级。分为不同的能级。s 122p 326d 5210f 7214g 9218不同能层中的不同能层中的s s、p p、d d、f f、g g能级能级最最多多能容纳的电子数

5、是相同的，各为：能容纳的电子数是相同的，各为： 所含能级个数能层序数所含能级个数能层序数 n试书写试书写 N Cl K 原子原子的的 核外电子排布式核外电子排布式3、构造原理、构造原理原子核外电子排布必须遵循原子核外电子排布必须遵循一定的排布顺序一定的排布顺序 构造原理构造原理在多电子原子里，电子总是优先排在能在多电子原子里，电子总是优先排在能量低的能级上，然后依次排在能量高的量低的能级上，然后依次排在能量高的能级上能级上存在着存在着能级交错能级交错1s-2s-2p-3s-3p-4s-1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-3d-4p-5s-4d-核外电子排布的核外电子排布

6、的构造原理图构造原理图 试书写试书写Ca S2- 26Fe 35Br 原子原子的的 核外电子排布式核外电子排布式原子的电子排布遵循构造原理使原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量整个原子的能量处于最低状态，处于最低状态，简称简称能量最低原理能量最低原理4.4.简化电子排布式简化电子排布式Ne3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体表示钠的内层电子排布与稀有气体元素元素Ne的核外电子排布相同的核外电子排布相同简化为简化为如：如：Na：1s22s22p63s1试写出试写出8号、号、14号、号、26号元素的简化排布式？号元素的简化排布式？稀有气体元素符号稀有气体元素符号+外围电子外围电子该元素前一个

7、周期的惰性气体电子排布结构该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构下列各原子的电子排布正确的下列各原子的电子排布正确的是（）是（）A.BeA.Be1s1s2 22s2s1 12p2p1 1 B.CB.C1s1s2 22s2s2 22p2p2 2 C.HeC.He1s1s1 12s2s1 1 D.ClD.Cl1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p5 5BD2 2下列各原子或离子的电子下列各原子或离子的电子排布式错误的是（排布式错误的是（ ）A. Al 1sA. Al 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B. OB. O2-2- 1s 1s2

8、 22s2s2 22p2p6 6C. NaC. Na+ + 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D. Si 1sD. Si 1s2 22s2s2 22p2p2 2D四、基态与激发态、原子光谱四、基态与激发态、原子光谱1 1基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子 处于最低能量的原子叫做处于最低能量的原子叫做基态原子基态原子当基态原子的电子吸收能量后，当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子激发态原子可利用原子光谱上的特征谱线来鉴可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为定元素，称为光谱分析光谱分析不同元素的原子发生跃迁时会吸收不同元素

9、的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量或释放不同的能量表现为光的形式表现为光的形式用光谱仪摄取用光谱仪摄取得到各种元素的电子的得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱吸收光谱或发射光谱1、判断下列表达是正确还是错误、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；属于基态；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；属于激发态； 3）1s22s2 2p63d1属于激发态；属于激发态；4）1s22s2 2p63p1属于基态；属于基态；答案：答案： (1) x(2) x(3)(4) x课堂练习课堂练习五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道可以准确地测出它们在某一时刻可以准确地

10、测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.1110-31千克；千克；核外电子的运动范围很小（相对于核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；宏观物体而言）；电子的运动速度很大；电子的运动速度很大；测不准测不准1 1、电子云、电子云图中图中 表示原子核，一个小黑点代表表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在小黑点的疏密表示电子在核外空间核外空间单位体积内单位体积内出现的概率密度的大小。出现的概率密度的大小。1s1s电子在原子核外电

11、子在原子核外出现的概率密度分出现的概率密度分布图布图量子力学中将量子力学中将这种电子云轮廓这种电子云轮廓图称为图称为“原子轨道原子轨道”as电子的原子轨道（电子云）形电子的原子轨道（电子云）形状状 是以原子核为中心的球体，只有是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向一个伸展方向 2 2、原子轨道、原子轨道 b bp p电子云电子云/ /原子轨道的形状是原子轨道的形状是哑铃形哑铃形（或称为纺锤形），（或称为纺锤形），其伸展方向是互向其伸展方向是互向垂直的三个方向（垂直的三个方向（P Px x、P Py y、P Pz z）。）。 P电子原子轨道半径同样随着电子原子轨道半径同样随着n增大而增大增大而

12、增大科学探究科学探究观察图观察图1-141-14，这些图称为，这些图称为原子的原子的电子轨道表示式电子轨道表示式1 1每个原子轨道最多只能每个原子轨道最多只能容纳容纳几几个电子？个电子？电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨原子轨道数目道数目可容纳可容纳电子数电子数1 12 23 34 4n n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n2 练习练习1 1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（是（ ） A A原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云核周围，故称电子云

13、 B Bs s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动的电子只能在球壳内运动 C Cp p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，增加，p p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D D与与s s电子原子轨道相同，电子原子轨道相同，p p电子原子轨道电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大的平均半径随能层的增大而增大 D核外电子排布规则核外电子排布规则: :1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 每个原子轨道里最多只能容纳每个原子轨道里最多只能容纳 2 2 个个自旋方向自旋方

14、向 相反相反 的电子。的电子。 3.3.洪特规则洪特规则 4.4.补充规则补充规则相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，d0，f0）半充满（半充满（p3，d5，f7）电子排布在同一能级时，总优先单电子排布在同一能级时，总优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。独占据一个轨道，且自旋方向相同。 24Cr原子的电子排布图原子的电子排布图:1s22s22p63s23p63d54s1不是不是3d44s2例：例：注意注意小结：小结：1各原子轨道的能量高低比较各原子轨道的能量高低比较（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能层同一能级的各原子）

15、同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：轨道能量相等： 2Px2Py2Pz3 3下列有关认识正确的是（下列有关认识正确的是（ ） A A各能级的原子轨道数按各能级的原子轨道数按s s、p p、 d d、f f 的顺序分别为的顺序分别为1 1、3 3、5 5、7 7B B各能层的能级都是从各能层的能级都是从s s能级开始至能级开始至f f能能 级结束级结束C C各能层含有的能级数为各能层含有的能级数为n n11个个 D D各能层含有的电子数为各能层含有的电子数为2 2n n2 2A 4按能量由低到高的顺序排列，按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（正确的一组是（ ） A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3pC6电子排布在同一能级时，总是（电子排布在同一能级时，总是（ ）A优先单独占据不同轨道，且自旋方向优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同相同 B优先单独占据不同轨道，且自旋方向优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反相反C自由配对，优先占据同轨道，且自旋自由配对，优先占据同轨道，且自旋方向相同方向相同D自由配对，优先占据同一轨道，且自自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方相反