选修3第一章原子结构与性质

新课标人教版选修三物质结构与性质第一章原子结构与性质第一节原子结构（第一课时）15一月2023教学目标

一、知识与能力1.了解电子云和原子轨道的含义。2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理

二、教学重难点1.原子轨道的含义2.泡利原理和洪特规则三、教学方法以科学探究、思考与交流等方式，探究泡利原则、洪特规则以及原子结构之间的关系，充分认识结构决定性质的化学基础四、教具准备多媒体原子是怎样诞生的呢？阅读课本P4宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。看课本第一章彩图你能了解人们认识原子模型的发展史吗？近代原子论发现电子带核原子结构模型轨道原子结构模型电子云模型

1、有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？2、你认为[科学史话]中普鲁特的推理是符合逻辑的吗？1、氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。思考与交流

回答2、不符合，科学假设不同于思辨性推测1.古希腊原子论古希腊哲学家

原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。（Democritus，约公元前460年—前370年）原子2.道尔顿原子模型(1803年)

原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质；同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同；不同元素化合时，原子以简单整数比结合。（化学原子论）3.汤姆生原子模型(1904年)

原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。（“葡萄干布丁”模型）（西瓜模型）4.卢瑟福原子模型(1911年)

原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。(“行星系式”原子模型)(核式模型)5.玻尔原子模型(1913年)

电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。(电子分层排布模型)6.电子云模型(1926年)现代物质结构学说。波粒二象性。(量子力学模型)一、开天辟地──原子的诞生1.现代大爆炸宇宙学理论宇宙大爆炸大量氢少量氦极少量锂其他元素原子核的熔合反应约2h后诞生于2.氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3.所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。4.地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。归纳总结复习回忆：原子结构原子：是化学变化中最小的粒子化学反应的实质：是原子的重新组合。一、原子结构原子原子核核外电子(-)质子(+)中子(不带电）粒子间的数量关系

原子内部，质子所带正电和电子所带负电电量相等，电性相反。原子整体不显电性。回忆：构成原子的粒子有哪些？它们怎样构成原子的？核电荷数（z）=核内质子数=核外电子数质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）离子所带电荷数=质子数–核外电子数思考：当质子数（核电荷数）>核外电子数时，该粒子是阳离子，带正电荷。阴离子，带负电荷。当质子数（核电荷数）<核外电子数时，该粒子是学与问核外电子是怎样排布的？观察1-18号元素的原子结构示意图，讨论为什么原子核外的电子分层运动？核外电子排布的一般规律

(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。1、下列说法正确的是（）A、某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子B、最外层达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子C、F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子D、NH4+与H3O+具有相同的质子数和电子数课堂练习CD最多电子数能层符号一二四六七2LNOPQ83250……

理论研究K…………三五M18能层（电子层）离核距离能量高低(近)(远)(低)(高)理论研究

多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶梯。最多电子数能级22626101s2s2p4s4p4d4f

理论研究3s3p3d2610145s5p26…………能层KNOLM……能级二、能层与能级1.各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f······最多容纳的电子数2262610261014······2818322n2归纳总结规律1、在每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……（n代表能层）2、任一能层的能级总的从s能级开始，而且能级数等于该能层序数。5、以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。3、各能级所在能层的取值ns→n≥1；np→n≥2；nd→n≥3；nf→n≥4；······4、每一能层最多可容纳2n2个电子s

1×2＝2p

3×2＝6d

5×2＝10f

7×2＝14g

9×2＝18★不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的电子数是相同的，各为：6.各能层、能级中电子能量的高低⑴同一能层中：⑵不同能层中：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜······E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)＜······E(2p)＜E(3p)＜E(4p)＜E(5p)＜······新课标人教版选修三物质结构与性质第一章原子结构与性质第一节原子结构（第二课时）15一月2023能层一二三四五六七符号能级最多电子数KLMNOPQ电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动

，在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。同一能层的电子，能量也可不同，可以把它们分成能级。1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P…

226261026101426…

注:在每一能层中,能级符号的顺序是nsnpndnf….(n代表能层），每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，任一能层的能级数等于该能层的序数。复习回忆复习回忆1、原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数间有什么关系？2、不同的能层分别有多少个能级？与能层的序数间有什么关系？3、英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数是否相同？各级上所能容纳的电子数分别是多少？2n2能层序数=能级个数相同.如：1s22s23s2分别是1、3、5、7的2倍挑战题第五能层中所能容纳的最多电子数是多少？说出你推导的两种方法。第一，依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，当n=5，2n2=50第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g，最多电子数分别是2、6、10、14、18，所能容纳的最多电子数为501、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能级符号错误的是（）A．npB．nfC．ndD．ns课堂练习ADB3、下列各电子能层中，不包含d能级的是（）A、N能层B、M能层C、L能层D、K能层CD探究一1、知道了原子核外电子的能层和能级可容纳的最多电子数，是否就可以得出各种原子的电子排布规律呢？2、钾原子的电子排布为什么不是2、8、9，而是2、8、8、1？阅读课本P6电子填充的先后顺序（构造原理）

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s

4f5d6p7s5f6d7p

……三、构造原理1、构造原理

随原子核电荷数递增，原子核外电子的排布遵循如左图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。电子填入轨道次序图1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p能量相近的能级划为一组,称为能级组第一能级组第二能级组第三能级组第四能级组第五能级组第六能级组第七能级组2.电子排布式Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能层次序书写，按构造原理充入电子。课堂练习写出下列元素基态原子的电子排布式：COSiP3.简化电子排布式如：Na：1s22s22p63s1[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为试写出8号、14号、26号元素的简化排布式吗？1、21Sc、25Mn2、27Co、36Kr课堂练习

写出下列元素基态原子的电子排布式：构造原理中排布顺序的实质------各能级的能量高低顺序

1)相同能层的不同能级的能量高低顺序：ns<np<nd<nf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p;3d<4d3)不同层不同能级可由下面的公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n为能层序数)从元素周期表中查出铜的外围电子排布，它是否符合构造原理。当一个能级上的电子填充达到全充满，半充满或全空时是一种稳定状态，使得体系的能量较低。－－这就是洪特规则的第二条。思考与交流24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（）A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3pC课后巩固练习1、1～36号元素的原子核外电子排布式2、1～36号元素原子简化核外电子排布式新课标人教版选修三物质结构与性质第一章原子结构与性质第一节原子结构（第三课时）15一月2023复习回忆一、构造原理：

1、不同层不同能级可由下面的公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n为能层序数)2.电子排布式3.简化电子排布式例题解析例1若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）A．该元素基态原子中共有3个电子B．该元素原子核外有5个电子层C．该元素原子最外层共有3个电子D．该元素原子M能层共有8个电子B

例2下列有关认识正确的是（）

A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层含有的能级数为n

-1D．各能层含有的电子数为2n2A

例3下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

例4下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC

例5构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（）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)AB学生阅读见课本P7-81、什么是能量最低原理？2、什么是基态原子、激发态原子？它们如何转化？3、什么是光谱？光谱分析？四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1、能量最低原理

原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。2、基态原子与激发态原子

处于最低能量的原子叫做基态原子(稳定)

，当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子(不稳定)

。归纳总结3、基态、激发态相互转化与能量的关系基态原子激发态原子

①光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；吸收能量释放能量②在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。

1、当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下说法正确的是（）

A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量

B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量

C．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量

D．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量A课堂练习

前面提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10－８s）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）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，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。焰火呈现五颜六色的原因：4、光谱与光谱分析（1）光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或放出不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。（2）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱特征:暗背景,亮线,线状不连续特征:亮背景,暗线,线状不连续光谱：按一定次序排列的彩色光带。用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱氢原子的光谱科学史话基本内容：①“光谱”的提出：牛顿，1672年②“七基色”：“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”③1859年，德国科学家本生(R.Bunsem)和基尔霍夫(G.Kirchhoff)发明了光谱仪，摄取了当时已知元素的光谱图④1913年，丹麦科学家波尔建立了量子力学阅读科学史话：P8~P9课堂练习2、关于光谱分析，下列说法错误的（）A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的特征谱线B、光谱分析不能用连续光谱C、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱D、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成D3、在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（）A、太阳内部含有这些暗线所对应的元素B、太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素C、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素D、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素

课堂练习D课堂练习1________________________________________________________,简称能量最低原理。_________________________叫做基态原子

1、当基态原子的电子吸收能量后，电子会______________，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将_________能量。光（辐射）是电子___________能量的重要形式之一。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态

处于最低能量的原子跃迁到较高能级

释放

释放

3、不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的________光谱或__________光谱，总称_______光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为________。

吸收

发射

原子

光谱分析思考与交流请分析当H原子处于激发态电子排布式为2P1时，其可形成

条发射光谱。３新课标人教版选修三物质结构与性质第一章原子结构与性质第一节原子结构（第四课时）15一月2023阅读与交流1、什么是电子云？2、什么是原子轨道？五、电子云与原子轨道宏观物体的运动特征：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；可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征核外电子运动状态的描述1.电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。2.原子轨道：电子云轮廓图称为原子轨道电子云轮廓图原子轨道与火车运行的轨道有何不同?

原子轨道是指一定能级上的电子,在核外空间运动的一个空间区域.火车的轨道则是火车运行的一个固定路线.问题讨论3.原子轨道的特点s能级的原子轨道图S能级的原子轨道是球形对称的（原子核位于球心），能层序数n越大（电子能量越大，1s<2s<3s......），原子轨道半径越大。

P能级的原子轨道是哑铃形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以Px,Py,PZ表示。P电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一能层中Px,Py,PZ的能量相同。P能级的原子轨道P能级的原子轨道

P能级的3个原子轨道Px,Py,PZ合在一起的情形.

d能级的原子轨道有5个.d能级的原子轨道.各能级包含的原子轨道数：（1）ns能级各有1个原子轨道；（2）np能级各有3个原子轨道；

（3）nd能级各有5个原子轨道；（4）nf能级各有7个原子轨道；小结：原子轨道的特点1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是哑铃形的2.能层序数n越大，原子轨道的半径越大；3.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同4.s能级只有一个原子轨道；p能级有3个原子轨道，互相垂直，可分别以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz轨道的能量相等。5.每个能层的轨道数是n2内容回顾：1、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层2、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动3、不同的轨道的能量不同电子层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……最多电子数28183250……

电子层一二三四五能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……轨道数1491625最多电子数28183250

比较下列轨道能量的高低1.nsnpndnf2.1s2s3s4s2px2py2pz3Px2S3d4s<<<<<<==>>交流与讨论第二周期元素基态原子的电子排布图由图总结：每个原子轨道里最多只能容纳几个电子？方向如何？当电子排布在同一能级时，又什么规律？1.每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示）

——泡利原理2.当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。

——洪特规则归纳总结抢座位原子的电子排布图铁原子的轨道表示式↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡利原理能量最低原理

对于能量相同的轨道(同一电子亚层)，当电