原子结构和核外电子排布高三复习2014上课

第一节原子结构原子核外电子排布物质结构元素周期律考试说明1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的组成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。选修三1.了解核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1-36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。诞生于其他元素其他元素一、开天辟地──原子的诞生1.宇宙大爆炸大量氢少量氦极少量锂原子核的融合反应约2h后诞生2.

是宇宙中最丰富的元素。3.恒星仍在合成元素，这些元素是

的。4.地球上的元素绝大多数是

。要点大爆炸大量氢少量氦极少量锂氢已知金属请同学指出粒子符号中各数字的含义XAZmn±±b质量数所带正负电性及电荷数化合价质子数所含X的原子数

二、原子的构成原子原子核核外电子质子中子相对质量1.0071.00818361质子数决定

种类中子数决定

种类最外层电子数决定元素的

性质决定原子质量将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，叫质量数。元素原子化学2.原子的构成核电荷数=原子序数＝质子数＝核外电子数质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）思考：对于阴、阳离子，两条等式还能成立吗？？质子数＞核外电子数质子数＜核外电子数原子M

阴离子Mn-

质子数=核外电子数+n

质子数=核外电子数-n原子M

阳离子Mn+

失ne

-阳离子:阴离子:

得ne

-B

随堂练习R原子的质量数为Y，mgR2-离子中含电子Xmol。则R原子核内中子数为（）

A.(mY+XY-2m)/m

B.Y-X+2C.(mY-XY+2m)/mD.Y-X-2C随堂练习(一)常见的等电子物质（1）核外电子总数为2个电子的微粒

（2）核外电子总数为10个电子的微粒分子：______________________

阳离子：________________________

阴离子：_______________________

Na+Mg2+Al3+NH4+H3O+N3－

O2－

F－

OH－

NH2－HFH2ONH3CH4Ne3.特殊结构的微粒He、Li+、Be2+、H-通常10电子粒子之间的相互反应：OH-+H3O+==2H2OOH-+NH4+==NH3↑+H2O△F-+H3O+==HF+H2O

⑷核外有14个电子的粒子：（3）核外电子总数为18个电子的微粒分子：______________________________

阳离子：________

阴离子：_____________

K+Ca2+

P3－

S2-Cl-HS-O22-ArF2HClH2SPH3SiH4

H2O2C2H6N2H4CH3F、CH3OHSi、N2、CO、C2H2、HCN、CN-、C22-H2SN3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+

、NeHF、OH-NH2-、H2ONH3、H3O+CH4、NH4+K+、Ca2+

、S2-

、Cl-

、Ar、p3-SiH4

C2H6

N2H4CH3FCH3OHHClF2HS-O22-PH3、H2O2单核双核三核四核四核以上18电子粒子10电子粒子离子：OH-、NH2-（9个质子）；

H3O+、NH4+（11个质子）；

Cl-（17个质子）分子：Si、CO、C2H2、HCN（14个质子）；分子和原子：

O2（16个质子）(二)等质子数微粒F-

Na+

HS-N2S具有双核10个电子的共价化合物的化学式是

，三核10个电子的共价化合物的化学式是

，四核10个电子的共价化合物的化学式是

，五核10个电子的共价化合物的化学式是

。以上四种化合物的热稳定性由小到大的顺序是

。HFH2ONH3CH4HFH2ONH3CH4随堂练习三、元素、核素、同位素1.元素：具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称。或T氕氘氚或D具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子2.核素：简单地说一种原子就叫一种核素氢元素有：11H、21H、31H硼元素有：

105B、115B碳元素有：126C、136C、146C氧元素有：168O、178O、188O氯元素有：3517Cl

、3717Cl

铀元素有：23492U、23592U、23892U3.同位素：

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子（核素）①同一元素的各同位素原子质量数不同，核外电子数相同，化学性质几乎完全相同。②不同同位素的原子构成的单质是不同的分子(如：16O2、

18O2)，某些物理性质有所不同，化学性质几乎相同。④天然存在的某种元素，不论是游离态还是化合态，各种同位素的原子物质的量百分比不变。③不同同位素构成的化合物是不同的分子(如：H2O、D2O、T2O)。某些物理性质不同，化学性质几乎相同。同位素的性质：Cl1735Cl17370.75770.2423注意：不是所有的元素都有同位素。同位素的应用：

同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中有着重要的用途。①考古时利用测定一些文物的年代；②用于制造氢弹；③利用放射性同位素育种、治疗癌症和肿瘤。④铀-235是制造核武器的主要材料之一。但在天然矿石中铀的3种同位素共生，其中铀-235的含量非常低，只有约0.7%。只有把其他同位素分离出去，不断提高铀235的丰度，它才能用于制造核武器。核素1核素n同位素元素…元素、核素、同位素三者的关系同分异构体、同系物、同位素、同素异形体的比较对象同、异性质同位素原子相同质子数不同中子数物理性质不同化学性质相同同素异形体单质同一种元素组成不同单质物理性质不同化学性质相似同分异构体有机物相同分子式结构不同物理性质不同化学性质也不一定相同同系物有机物结构相似组成相差n个CH2物理性质不同化学性质相似下列说法正确的是________①质子数相同的微粒一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同，电子数也相同的两种微粒，不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的微粒不一定是同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥有质子的微粒不一定有中子。⑦有质子的微粒不一定有电子。③④⑥⑦

1.993×10－26kg1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）＝82.657×10－26kg12＝15.998(3)原子的近似相对原子质量(2)原子的相对原子质量＝＝质量数4.几个“量”的比较指原子的实际质量，也称绝对质量。如一个16O氧原子的质量是2.657×10-26kg注意：原子的质量数和原子的相对原子质量不能划等号⑴原子的质量：(4)元素的相对原子质量如氯元素的相对原子质量：Ar（Cl）＝34.969×75.77%＋36.966×24.23%

＝35.453(5)元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量＝A1·a1%＋A2·a2%＋…Ar（Cl）＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.485•是这种元素的各种同位素原子的相对原子质量的平均值这种元素的各种同位素原子的近似相对原子质量的平均值练习：某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：35Cl34.96975.77%35Cl3575.77%37Cl36.96624.23%37Cl3724.23%平均35.453平均35.485试回答下列问题：（1）34.969是表示

；（2）35.453是表示

；（3）35是表示

；（4）35.485是表示

；（5）24.23%是表示

。随堂练习A随堂练习D同位素之间的转化不是化学变化，是核反应

①核外电子质量小(只有9.11×10-31kg)，运动空间小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)。②无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。③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(概率)。三、原子核外电子的排布电子在核外的原子轨道运动吗?如何表示它的运动状态？氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图电子云：电子在原子核外出现的概率分布图。小黑点不表示电子，只表示电子在这里出现过一次。小黑点的疏密表示电子在核外空间出现的概率的大小。电子云只是形象地表示电子出现在各点的概率高低，而实际上并不存在。离核越近，电子出现的概率越大

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。1.能层(电子层)1234567…KLMNOPQ…由内到外，电子层的能量逐渐升高每一个能层最多可容纳的电子数2n2

在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。能级分别用s、p、d、f…等符号来表示。

2.能级(电子亚层)能级数_____能层序数每个能级最多容纳的电子数依次为__________________=1、3、5、7的二倍常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来得到电子云轮廓图，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。3.原子轨道S轨道是_________的，每个S轨道含有______原子轨道。3.原子轨道(1)S轨道能层序数n越大，原子轨道半径______。球形对称一个越大(2)p轨道P轨道是_______的，每个P轨道有___个原子轨道，分别以________表示，它们_________。

哑铃形3相互垂直px,py,pz在同一能层的px、py、pz的能量_____。相同能层序数n越大，原子轨道平均半径______。越大d轨道原子轨道图f轨道的原子轨道图能层原子轨道类型原子轨道数目可容纳的电子数11s22s2p33s3p3d44s4p4d4fn-量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数：n22n2149162818324.核外电子排布规则（选修3）1.什么是能量最低原理？泡利不相容原理？洪特规则？(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。

(2)泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反，此时原子的总能量最低，最稳定。(3)洪特规则：①电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。②当能量相同的轨道上的电子排布为全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3，d5，f7）或全空（p0，d0，f0）状态时比较稳定，整个体系的能量最低。(1)相同电子层的不同轨道的能量顺序：

ns＜np＜nd＜nf(2)英文字母相同的不同轨道的能量顺序：

1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4dns<(n-2)f<(n-1)d<np(n为能层序数)(3)不同能层不同能级可由下面的公式得出:观察能级图不同能级之间有怎样的关系？请同学书写能级顺序。1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p68s228818183232【思考与交流】原子核外电子在排布时，为什么最外层不超过8个电子，次外层不超18个电子？构造原理：随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多按上图的能级顺序填充，填满一个能级再填一个能级。这种规律称为构造原理。⑴电子尽先排布在能量低的电子层里，然后依次排布在能量逐渐升高的电子层里。电子的排列顺序遵循构造原理。⑵每一电子层所容纳的电子数最多为2n2。⑶最外层电子数最多不超过8，若最外层为K层，电子数最多不超过2。小结.核外电子排布规则(4)次外层电子数最多不超过18;倒数第三层不超过32个。A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为__________，C的元素符号为__________；(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为__________，其基态原子的电子排布式为__________；(4)E元素的基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________其基态原子的电子排布式为__________。随堂练习NClKFeCu1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s1随堂练习③⑤5.几种表示核外电子排布的式子(1)原子结构示意图(2)电子式(3)结构式与结构简式

在元素符号周围用小黑点或“×”

来表示最外层电子的式子。用一根短线表示一对共用电子对，其他电子一律省去。最外层8个电子（K层为最外层时不超2个）；次外层18个电子（K层为次外层时不超2个）

；倒数第三层32个电子。(4)电子排布式在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写。

简化电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2Fe：Fe：[Ar]3d64s2该元素前一个周期的惰性气体原子的电子排布结构，称为“原子实”。(5)电子排布图（轨道表示式）表示方法：用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。N：1s2s2p(6)外围电子排布式（价电子排布式）指将过渡元素简化电子排布式中的原子实省略剩下的式子或将主族、0族元素的内层电子排布省略后剩下的式子。Br：4s24p5Fe：3d64s2（1）N的轨道表示式：

。（2）O的电子排布图：

。（3）Fe的原子结构示意图：

。（4）S2-的离子结构示意图：

。（5）Cr的电子排布式：

。（6）I的简化电子排布式：

。（7）Cu的外围电子排布式

。随堂练习

基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级，变为激发态原子。(1)基态原子:

(2)激发态原子:

(不稳定)处于最低能量的原子

(稳定)6.基态与激发态、光谱吸收能量释放能量1s22s22p63s2

1s22s22p63s13p1

基态原子激发态原子

光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一(3)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。特征:暗背景,亮线,

线状不连续锂、氦、汞的发射光谱

锂、氦、汞的吸收光谱

特征:亮背景,暗线,

线状不连续(4)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。(5)光谱分析的应用：②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。①通过原子光谱发现许多元素。如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。下列说法中正确的是(

)A．处于最低能量的原子叫做基态原子B．3p2表示3p能级有两个轨道C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多随堂练习AD

随堂练习1H、2H、3H+、H2是（）

A．氢的4种同位素

B．4种氢元素

C．氢的4种同素异形体

D．氢元素的4种不同微粒随堂练习D[2010·全国卷Ⅱ]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y＋、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是(

)A．X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物

B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子

C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物

D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性

D随堂练习通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列四种微粒：A______，B_______，C________，D________。(2)写出A