专题 原子结构与元素的性质

专题原子结构与元素的性质第1页，共38页，2023年，2月20日，星期日一、人类对原子结构的认识德谟克利特：古代原子学说道尔顿：原子学说汤姆生：“葡萄干面包式”模型卢瑟福：带核原子结构模型玻尔：原子轨道模型现代量子力学模型第2页，共38页，2023年，2月20日，星期日古希腊哲学家德谟克利特等人认为:宇宙万物是由世界上最微小的、坚硬的、不可入、不可分的微粒即原子构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因道尔顿认为：原子不能被创造，不能被毁灭，在化学变化中不能再分割，他们的性质在化学反应中保持不变。汤姆生认为：原子中有电子，正电荷均匀地分布在原子之中，而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散布在原子的正电荷之中第3页，共38页，2023年，2月20日，星期日一、人类对原子结构的认识卢瑟福：原子的质量主要集中于原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。第4页，共38页，2023年，2月20日，星期日一、人类对原子结构的认识玻尔（1）原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道，核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。（2）不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续的（3）原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。

第5页，共38页，2023年，2月20日，星期日基态与激发态1．基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁释放能量基态原子激发态原子吸收能量第6页，共38页，2023年，2月20日，星期日原子的量子理论20世纪初，科学家解释了微观世界波粒二象性的规律，认识到必须用量子力学模型描述电子运动。第7页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态1、核外电子以极高的速度、在极小的空间作永不停止的运转。不遵循宏观物体的运动规律（不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。2、可用统计的方法研究电子在核外出现的概率。

电子云——电子在核外空间一定范围内出现的机会的大小，好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。

电子云小黑点的疏密表示

，成______________关系。正比电子在该区域出现的机会多少第8页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态1、关于“电子云”的描述中，正确的是（）A、一个小黑点表示一个电子B、电子云图是用统计方法描述电子运动的结果C、电子云是带正电的云雾D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少BD第9页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态写出原子序数为以下的元素符号和原子结构示意图8 11 13 18 第10页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态两个能量概念：①电子的能量：电子挣脱原子核的束缚的能力电子的能量与电子距离原子核远近的关系：电子能量高—挣脱原子核束缚的能力强—距离原子核远；电子能量低—挣脱原子核束缚的能力弱—距离原子核近。第11页，共38页，2023年，2月20日，星期日②电离能：气态原子失去一个电子形成气态阳离子所需的最低能量。

符号：I

一个原子核外有几个电子，就有几个I,分别为I1、I2、I3……电离能与电子的能量以及电子与核距离的关系：电子的能量越高，离核越远，电离能越小；电子的能量越低，离核越近，电离能越大第12页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态1．电子层（n）1234567符号KLMNOPQ分层依据：电子运动的能量不同、电子运动的主要区域离核的远近不同第13页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态2．原子轨道原子轨道：具有一定形状和伸展方向的电子云所占据的空间分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形状也不相同分类：s、p、d、f第14页，共38页，2023年，2月20日，星期日（1）原子轨道形状----决定轨道的类型s----球形二、核外电子的运动状态第15页，共38页，2023年，2月20日，星期日p---纺锤形

二、核外电子的运动状态d、f轨道较复杂第16页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态原子轨道的空间伸展方向----决定该种轨道类型的个数s------1p-----3d-------5f-----7第17页，共38页，2023年，2月20日，星期日电子层亚层数符号12341234sspspdspdf原子轨道的表示符号如1s2p3d数字表示电子层数，字母表示亚层第18页，共38页，2023年，2月20日，星期日①目前在电子层中最多只出现四个电子亚层②电子亚层的表示符号及意义：如：1s2s2P3d4f等表示第一电子层第一亚层表示第三电子层第三亚层③同一电子层里不同亚层的电子能量按s、p、d、f的顺序递增

即：Es＜Ep＜Ed＜Ef第19页，共38页，2023年，2月20日，星期日练一练比较下列多电子原子的原子轨道能量高低1s、3d________________3s、3p、3d_____________2p、3p、4p_____________2px、2py、2pz__________第20页，共38页，2023年，2月20日，星期日各原子轨道的能量高低的规律：③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。①相同电子层上原子轨道能量的高低：Ens<Enp<End<Enf②形状相同的原子轨道能量的高低：E1s<E2s<E3s<E4s……E2px＝E2py＝E2pz④特殊：3d>4s第21页，共38页，2023年，2月20日，星期日电子的自旋电子的自旋：原子核外电子有两种不同的自旋方式。通常“↑”和“↓”用表示每一个原子轨道都可以容纳两个不同自旋状态的电子第22页，共38页，2023年，2月20日，星期日填表二、核外电子的运动状态电子层原子轨道类型原子轨道数目可容纳电子数1234……………………n1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f14916n22818322n2第23页，共38页，2023年，2月20日，星期日练一练1.有下列四种轨道能量最高的是（）A.2sB.2pC.3pD.4d2.用“>”“<”或“=”表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低(1)3s___3p(2)2px____2py(3)3s____3d(4)4s____3pD<=<>第24页，共38页，2023年，2月20日，星期日二、核外电子的运动状态3．电子的自旋：原子核外电子有两种不同的自旋方式。通常“↑”和“↓”用表示第25页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布N原子的原子结构示意图+725问：氮原子的原子结构示意图能否画成下列这样？为什么？+743第26页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布1.能量最低原理能量最低原理：原子核外电子尽先占有能量最低的轨道（即优先进入能量低的能级）如n1234电子层第一第二第三第四原子轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f第27页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布能级交错现象原子轨道能量顺序：1s2s2p3s3p<<<<4s<3d<4p…<第28页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布2．洪特规则：在能量相同轨道上的电子，将尽先分占不同轨道且自旋方向相同N电子排布式1s22s22p3轨道表示式×洪特规则↑↓1s2s2p↑↓↑↑↑↑↓1s2s2p↑↓↑↓↑第29页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布洪特规则特例写出碳原子的核外电子排布+624第30页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布↑↓1s2s2p↑↓↑↑√↑↓1s2s2p↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑↓↑↑↑↓1s2s2p↑↓↑↓洪特规则特例第31页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布3.泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向不同的2个电子2He电子排布式1s2轨道表示式↑↑1s↑↓1s×1s12s1×泡利（Pauli）不相容原理第32页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布①元素符号；②轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起)s—1p—3d—5f--7；③电子及自旋状态(↑、↓)。练习:画出下列元素的轨道表示式:C： Na：总结:轨道表达式的书写格式：第33页，共38页，2023年，2月20日，星期日写出下列原子的核外电子排布式和轨道表示式。

氟（9F）镁（12Mg）↑↓↑↓↑↓1s2s↑↓↑↓2p↑↓3s↑↓↑↓↑↓↑↓1s2s2p↑第34页，共38页，2023年，2月20日，星期日三、原子核外电子的排布二:原子外围电子排布式：p14①原子实：将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”，以稀有气体的元素符号外加方括号表示。

(注意:离子一般不写成原子实比如:Na+不写成[Ne])②在化学反应中，原子外围电子发生变化，而“原子实”不受影响。③也可以省去“原子实”，直接写出原子外围电子排布式。第35页，共38页，2023年，2月20日，星期日原子的发射与吸收光谱高能量轨道电子原子吸收光谱低能量轨道电子原子发射光谱第36页，共38页，2023年，2月20日，星期日本课总结：一、原子核外电子排布