第一节 原子结构

原子结构与性质第一章第一节原子结构原子的组成原子原子核质子中子带负电荷带正电荷不带电荷1.6748×10-27千克

1.6726×10-27千克

9.1176×10-31千克

质子数（核电荷数）＝核外电子数原子不显电性核外电子质量用相对质量来表示相对质量1/1836相对质量1.007相对质量1.008Z个N个原子质量数A数值上Z+N=AXZA取整数相加原子序数等于核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则ng它的同价态氧化物中所含电子物质的量为（）A.B.C.D.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。如1H、2H、3H互为同位素，都是氢元素的同位素。同位素具有如下特点：111（1）天然、稳定存在的同位素，无论是游离态还是化合态各同位素所占的原子个数的分数一般是不变的，如氯元素有两种同位素，35Cl占75.77%、37Cl占24.23%1717（2）在相同状况下，各同位素的化学性质基本相同（几乎完全一样），但物理性质有所不同。相对原子质量（1）核素的相对原子质量＝1个原子的质量1个12C原子的质量612如16O的相对原子质量：8Ar（16O）＝82.657×10－26kg1.993×10－26kg12＝15.998核素的近似相对原子质量＝质量数（２）元素的相对原子质量等于各同位素的相对原子质量的平均值：

元素的近似相对原子质量等于各同位素的质量数的平均值。元素的相对原子质量＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋…如Cl的相对原子质量：Ar（Cl）＝34.969×75.77%＋36.966×24.23%

＝35.453元素的近似相对原子质量＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋…Ar（Cl）＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.485•已知硼有两种同位素原子10B和11B，若硼的相对原子质量为10.8，则10B的原子百分含量为

，10B的质量分数为

。已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均相对原子质量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为

。A．39：61B．61：39C．1：1D．39：112．质量相同的H2O和D2O所含分子数之比

质子数之比为

，中子数之比为

，电子数之比-————。分别与足量的金属钠反应生成气体在同温同压下体积之比为

，质量之比自然界中氯化钠是由2311Na与3517Cl和3717Cl所构成的。已知氯元素的相对原子质量是35.5，则11.7g氯化钠中，含3717Cl的质量为()A.1.5g B.1.65gC.1.75g D.1.85g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。

一、开天辟地—原子的诞生宇宙大爆炸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，然后经过以上元素发生原子核的熔合反应(核聚变)，分期分批的合成了其它元素。氢元素是宇宙中最丰富的元素,占了88.6%。(氦1／8)宇宙中最丰富的元素是什么？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1234567KLMNOPQ二、能层和能级1、能层(即电子层,n)(2n2)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。

同一电子层中，电子的能量稍有差别，又把同一电子层分成几个电子亚层（能级），按能量的高低分别用s、p、d、f表示。2、能级能层:KLMN能级:1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f3、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。小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。(概率密度)概率分布图电子云轮廓图的制作过程原子轨道(电子云)(1)电子云处与于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布的形象化描述。(2)原子轨道(即电子云的轮廓图)电子在原子核外的一个空间运动状态称为原子轨道s能级的原子轨道图ns能级的各有1个轨道,呈球形p能级的原子轨道图np能级的各有3个轨道,呈哑铃形，3个轨道相互垂直。P能级的原子轨道图

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；各能级电子的能量高低比较ns<np<nd<nf1s<2s<3s<4sspdf261014

(3)各能级可容纳的最多电子数为:能层:KLMN能级:1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多电子数

2262610261014

(1)能级个数=该能层序数电子填充的先后顺序（构造原理）

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s

4f5d6p7s5f6d7p

……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。1、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

【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式钠：11：

举例：钪：21:1s22s22p63s11s22s22p63s23p63d14s2N:1s22s22p3 Cl:1s22s22p63s23p5K:1s22s22p63s23p6

4s126Fe:1s22s22p63s23p63d64s21、元素周期表中钠的电子排布写成[Ne]3s1，[]是什么意义？模仿写出8号、14号、26元素简化的电子排布式？[]稀有气体结构，[Ne]表示Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同O：[He]

2s22p4

Si：[Ne]3s23p2

Fe：[Ar]3d64s2。2、元素周期表中铬、铜、银电子排布式是否符合构造原理？思考：

Cr:[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1

Ag[Kr]4d105s1

如Cu根据构造原理应先排4s再排3d，但实际上Cu采取了3d全充满，4s半充满的状态。构造原理还不够完善，当能级电子的排布为全空、半充满、全充满时原子比较稳定，即整个原子的能量最低相对稳定的状态全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）泡里不相容原理：

一个轨道最多容纳自旋相反的两个电子能量最低原理：电子进入轨道时先占能量较低的轨道，再依次进入能量较高的轨道小结---核外电子排布规则:洪特规则：（1）电子进入能量等同的轨道时尽可能分占不同的轨道保持自旋相同，原子的能量最低。（2）轨道中的电子处于全空、半满、或全满时原子的能量最低。如：S0p03d0f0s1p3d5f7s2p63d10f14

结构示意图电子排布式电子排布图（轨道表示式）铁原子1s22s22p63s23p63d64s2请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。

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。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。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。

外围电子排布：3d64s2价电子排布：3d64s2特征电子构型：3d64s2三、基态与激发态、原子光谱

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★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，简称能量最低原理基态原子发射光谱吸收能量激发态原子释放能量吸收光谱能量较高能量最低1s22s22p63s2

1s22s22p63s13p1

吸收能量释放能量原子光谱:不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。

（5）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、汞的发射光谱判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s22p63s23p63d54s1属于激发态；3）1s22s22p63d1属于激发态；4）1s22s22p63p1属于基态；答案：(1)x(2)x(3)√(4)x课堂练习

1．下列关于核外电子运动规律的描述错误的是

A．核外电子质量很小，在原子核外作高速运动

B．核外电子的运动不能用牛顿运动定律来解释

C．小黑点密表示电子在核外空间单位体积内出现的机会多

D．通常用小黑点表示电子绕核作高速圆周运动

2．下列电子排布式表示基态原子的电子排布的是 A．1s12s1B．1s22s12p1C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63p1

3．某元素的一种基态粒子的M能层p能级上有4个电子，有关该粒子的叙述错误的是 A．N层不含有电子

B．该粒子为中性原子 C．L层一定有8个电子D．原子的最外层电子数为44、在下列所示的微粒中，氧化性最强的是：

A、1S22S22P2B、1S22S2