人教版高中化学选修3-1.1《原子结构》第二课时课件

1、 第一节第一节 原子结构原子结构知识回顾知识回顾写出下列原子的电子排布式写出下列原子的电子排布式26Fe 23V四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.1.能量最低原理能量最低原理: :原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态2.2.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处于最低能量的原子叫基态原子基态原子; ;当基态原子当基态原子的电子吸收能量后的电子吸收能量后, ,电子会跃迁到较高能级成电子会跃迁到较高能级成为为激发态原子激发态原子, ,激发态原子不稳定又会跃迁回激

2、发态原子不稳定又会跃迁回较低能级，并释放出能量。较低能级，并释放出能量。释放能量释放能量3.3.基态、激发态相互转化与能量转化的关系基态、激发态相互转化与能量转化的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量例：例： 以下电子排布式是激发态排布式的是（以下电子排布式是激发态排布式的是（ ）A、1s22s1B、1s22s22p63s2C、1s22s22p3D、1s22s22p63p1D光（辐射）是电子释放能光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。量的重要形式之一。在日常生活中，我们看到在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹许多可见光如灯光、霓虹灯光、灯光、 我们看到的焰色反应是

3、某些金属原子的电子在高温我们看到的焰色反应是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约极短的时间内（约1010s s）便跃迁到基态或较低的能）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是限定的，因此在光释放出来。由于各种元素的能级是限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金向基态跃迁时释放的能量也

4、就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。了各种色彩。 焰火呈现五颜六色的原因：焰火呈现五颜六色的原因：下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是科学史话科学史话n光谱一词最早由物理学家光谱一词最早由物理学家首先提出。首先提出。n16661666年牛顿物色到一块三棱镜，在黑屋子的年牛顿物色到一块三棱镜，在黑屋子的窗户上开个小孔，引入太阳光，通过三棱镜窗户上开个小孔，引入太阳光，通过三棱镜把太阳光折射到对面的墙壁上，出现了强烈把太阳光折射到对面的墙壁上，出现了强烈而鲜艳的

5、颜色。而鲜艳的颜色。n牛顿用牛顿用“光谱光谱”一词表达他见到的现象。一词表达他见到的现象。n牛顿同时还牛顿同时还“类比类比”音乐音阶，选用红、橙、音乐音阶，选用红、橙、黄、绿、青、蓝、紫为黄、绿、青、蓝、紫为“七基色七基色”。不同元素的原子发生跃迁时会吸不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光。收或释放不同频率的光。用光谱仪摄取用光谱仪摄取得到各种元素的电子的吸得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱收光谱或发射光谱总称原总称原子光谱。子光谱。4.4.光谱与光谱分析光谱与光谱分析: :锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱 稀有气体稀有气体He

6、被称为被称为“太阳元素太阳元素”，1868年分析太阳光谱发现年分析太阳光谱发现的，最初认为只存在的，最初认为只存在太阳中，后来在地球太阳中，后来在地球上也发现了。上也发现了。在现代化学中，常用在现代化学中，常用原子光谱的特征谱线原子光谱的特征谱线鉴定元素称为光谱分鉴定元素称为光谱分析析（亮线发射）（亮线发射）（暗线吸收）（暗线吸收）思考思考: : 宏观物体与微观物体（电子）的运宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别动有什么区别? ?宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：n可以准确地测出它们在某一时刻所可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；处的位置及运行的速度；n可以描画它们

7、的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。例如：地球绕着太阳转例如：地球绕着太阳转微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：n电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.119.111010-31-31千克；千克；n相对于宏观物体而言核外电子的运动范相对于宏观物体而言核外电子的运动范围很小；围很小；n电子的运动速度很大；电子的运动速度很大；n没有固定的轨迹没有固定的轨迹核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述l电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。l电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子个电子, ,而是表示电子在此空

8、间出现的机率。而是表示电子在此空间出现的机率。l电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述核外空间的概率密度分布的形象化描述电子云的演示电子云的演示五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道原子轨道：电子云的轮廓图（原子轨道：电子云的轮廓图（90%）S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图* * S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的. .* * 能层序数能层序数n n越大越大, ,原子轨道半径越大原子轨道半径越大xyzxyzP P能级的原子轨道能级的原子轨道xyz* * P P能级的原子轨道是能级的原子轨

9、道是哑铃型哑铃型的的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个原子轨道个原子轨道, ,它们它们相互垂直相互垂直, ,分别以分别以P Px x,P,Py y,P,PZ Z表示表示. . 这三个轨道的能量相等这三个轨道的能量相等能级与原子轨道数和容纳电子数的关系能级与原子轨道数和容纳电子数的关系 能级能级 s s p p d d f f最多容最多容纳的电纳的电子数子数原子轨原子轨道数道数一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳 个电子个电子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 原子的电子排布遵循原子的电子排布遵循构造原理构造原理

10、使整个原子的使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态一个原子轨道最多容一个原子轨道最多容纳纳2 2个电子，而且自旋个电子，而且自旋方向方向相反相反。思考：写出思考：写出NeNe原子的轨道表示式原子的轨道表示式1s2s2p那么那么O原子的轨道表示式怎么写呢？原子的轨道表示式怎么写呢？1s2s2p3.3.洪特规则洪特规则 当电子排布在当电子排布在同一能级同一能级的不同轨道时，总是的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。而且自旋方向相同。例：例：d轨道电子分布和自旋情况正确的是（轨道电子分布和自旋情况正确的是（ ）BDF

11、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（p p6 6，d d1010，f f1414）全空时（全空时（p p0 0，d d0 0，f f0 0）半充满（半充满（p p3 3，d d5 5，f f7 7）1.1.写出写出2424Cr 、29Cu的电子排布式和轨道表示式的电子排布式和轨道表示式2.2.某元素的原子，某元素的原子，3p3p能级有两个未成对电子，能级有两个未成对电子，则该原子可能是？则该原子可能是？3.3.当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由转变为转变为时，下列说法正确的是时，下列说法正确的是：A.A.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态

12、 B.B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C .C .碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量D.D.碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量A CA C4、以下是表示铁原子的以下是表示铁原子的3 3种不同化学用语。种不同化学用语。 铁原子结构示意图铁原子结构示意图铁原子电子排布式铁原子电子排布式铁原子电子排布图铁原子电子排布图（轨道表示式）（轨道表示式）1s22s22p63s23p63d64s2结构示意图：能直观地反映核内的质子数和结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。能级和各能级上的电子数。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及