人教版高中化学选修三1.1《原子结构》课件 (共106张PPT)

A )
4.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( D ) A.Al 1s22s22p63s23p1 C.Na+ 1s22s22p6 B. O2D. Si 1s22s22p6 1s22s22p2
5.下列表达方式错误的是( A.甲烷的电子式
C )
B.氟化钠的电子式
C.硫离子的核外电子排布式 1s 2s 2p 3s 3p
7s 6s
7p 6p 6d
7 6
5s
4s
5p
4p
5d
4d
5f
4f
5 4
3s
2s 1s
3p
2p
3d
3
2 1
各能层能级能量关系
能级交错
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＜nf (2)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＜4d (3) 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)
注意：
能量最低原理表述的是“整个原子处于能
量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低 的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个 原子处于能量最低状态”。
小结：核外电子排布规则 1.能量最低原理
2.泡利不相容原理 3.洪特规则
3.其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑ ↑↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1945年诺贝尔物理奖。他对科学理
论有着很深刻的洞察力，语锋犀利，
被称为“理论物理学的心脏” 。
泡利原理
一个原子轨道中最多只能容
纳两个电子，且这两个电子的自
旋方向必须相反，此时体系最稳
定，原子的总能量最低。
泡利不相容原理 电子排布式
Li: 1s22s1
电子排布图
1s 2s
用一个○表示一个原子轨道， 在○中用“↑”或“↓”表示该轨 道上排入的电子。
C
↑ ↑
）
↑
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
A
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↑
B
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↓ ↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓
C
D
4.当碳原子的核外电子排布由
↑↓
↑↓
↑
↑
转变为
1s
↑↓
2s
2p
↑
↑
↑
↑
时，下列说法正确的是 （
AC ）
洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同 的轨道上排布时，将尽可能分占不同 的轨道并且自旋方向相同。
C ：1s2 2s22p2
√
科学研究
C
N
O
1.每个原子轨道上最多能容纳____ 2 个电子， 且自旋方向_______ 不同 ——泡利原理 2.当电子排在同一能级时有什么规律？ 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 首先单独占一个轨道，而且自旋 总是___________________ 相同 ——洪特规则 方向______
2 2 6 2 4
D.碳－12原子符号
12
6C
原子轨道
电子云形状
①s电子云呈球形，在半径相同的球面上， 电子出现的机会相同； ②p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)； ③d电子云是花瓣形；
④f电子云更为复杂。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
P能级的原子轨道图
3s
3p
3d
A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 C.碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境释放能量
课堂练习 5．下列有关原子轨道的叙述中不正确的（ CD ） A.氢原子的3s轨道能量较3p能级低 B.锂原子的2s与5s 轨道皆为球形分布 C.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的增
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。 电子排布图：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。
小结：
一、原子核 外电子排布 遵循的原理 和规则 二、原子核 外电子排布 的表示式 能量最低原则 泡利不相容原理 洪特规则
按构造原理将电子依次排布在能 量逐渐升高的能级中
练习：请根据构造原理，写出下列元素基态 原子的电子排布式：
22s22p6 1s （s22p63s23p4
复杂原子的电子排布式：
对于较复杂的电子排布式， 应先按构造原理（能量最低原理） 从低到高排列，然后将同一层的 电子移到一起
1s22s22p63s23p63d104s24p2
Ge
鲍林（Pauling），
卓越的美国化学家。主
要研究结构化学，曾获 1954年诺贝尔化学奖和 1963年诺贝尔和平奖。
铁Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2 钴Co：
；
； ； ；
1s22s22p63s23p63d74s2
镍Ni： 1s22s22p63s23p63d84s2
练习：请写出第四周期21—36号元素原子 的基态电子排布式。
铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2 ； ；
加，p能级原子轨道也在增多
D.能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
课堂练习
6．基态碳原子的最外能层的各能级中， 电子排布的方式正确的是（ C ）
A
B
C
D
7、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。
结构示意图 铁 原 子 电子排布式
1s22s22p63s23p 63d64s2
电子排布图（轨道 表示式）
练习：请写出第四周期21—36号元素原子的基态电 子排布式。
钪Sc： 1s22s22p63s23p63d14s2 钛Ti： 1s22s22p63s23p63d24s2 ； ；
钒V：
1s22s22p63s23p63d34s2
；
；
铬Cr： 1s22s22p63s23p63d54s1
锰Mn： 1s22s22p63s23p63d54s2
A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6
B. O2- 1s22s23p4 C. Cl- 1s22s22p63s23p5 D. Ar 1s22s22p63s23p6
练习2：
1.电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子，
18 则该元素的核电荷数是____________
2．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 表示某能级的能量， 下列能量大小顺序中正确的是 ( A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d) C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f) 3．一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可 能的价态是( C ) A +1 B +2 C +3 D -1
练习1：写出 24Cr
29Cu
电子排布式
22s22p63s23p63d54s1 Cr 1s 24
22s22p63s23p63d104s1 Cu 1s 29
洪特规则特例：
洪特规则特例：
全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态
全空时（p0，d0，f0） 半充满（p3，d5，f7）
泡利原理：
一个原子轨道最多容纳2个电子，而且 自旋方向相反。
第一章
原子结构与性质
原子结构
第一节
（第2课时）
三、构造原理与电子排布式
构造原理：P5
随原子核电荷 数递增，绝大 多数原子核外 电子的排布遵 循如右图的排 布顺序，这个 排布顺序被称 为构造原理。
【思考】： 有何规律？
构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d 核 外 电 子 填 充 顺 序 图
10 氖Ne
【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电 子排布式。
Cl: 1s2 2s22p6 3s23p5 K: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1 2 2s22p6 3s23p63d6 4s2 Fe: 1s 26
注意书写：1s2
2s22p6 3s23p64s2 3d6
简单原子的电子排布式：
电子排布式
电子排布图
小结：
方法导引
解答基态原子电子排布问题的一般思路：
能量最低原则
确定原子序数 泡利不相容原理 洪特规则
能级排布
电子排布
巩固练习
1、某元素原子序数为24，试问：
(1)该元素电子排布式： 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1
(2)它有 4 个能层； 7 个能级；占有 15 个原子轨道。 (3)此元素有 6 个未成对电子；它的价电子 数是 6 。
练习：
1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是： (
C
) B．1s、2s、3s、2p D．4p、3d、4s、3p
A．1s、2p、3d、4s C．2s、2p、3s、3p
电子排布式：
用数字在能级符号右上角表明该能级上的
排布的电子数。
氢 H
1s1 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p1
镓Ga：1s22s22p63s23p63d104s24p1 ；
锗Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2 ；
砷As：1s22s22p63s23p63d104s24p3 ；
硒Se：1s22s22p63s23p63d104s24p4 ； 溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5 ； 氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6 ；
钠 Na
铝 Al
原子结构示意图
电子排布式
Li: 1s22s1
练一练
请写出4~10号元素原子的电子排布式。
4
铍Be
1s2 2s2
5
6 7 8 9
硼B
碳C 氮N 氧O 氟F
1s2 2s22p1
1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 1s2 2s22p5 1s2 2s22p6
Na的简化电子排布： [Ne]3s1
上式方括号里的符号的意义是： 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 练习：写出第8号元素氧、第14号元素硅和第 26号元素铁的简化电子排布式吗？
22p4 [ He ] 2s O： Si： [Ne]3s23p2 Fe： [Ar]3d64s2
练习 1： 下列各原子或离子的电子排布式错误的 是（ BC ）
洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道 时，总是优先单独占一个轨道（即分占 不同的轨道），而且自旋状态相同。
洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定
铁原子的电子排布图
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d 3p
↑↓ ↑↓ ↑↓
4s
↑↓
3s
↑↓
洪特规则
2p
2s
↑↓
1s
能量最低原理
z
z
z
y x
x
y
x
y
* 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。
原子轨道图
S能级的原子轨道图
P能级的原子轨道图
d能级的原子轨道图
思考：回忆 s p d f 能级分别最多容纳电子个数？
P5 第二段最后一句话
科学探究
观察下图，这些图称为原子的 电子排布图。
2、填表：
核电 荷数 元 素 符 号
巩固练习
电子排布式
1s22s2
周期表中位置
第2周期第ⅡA族
第3周期第ⅢA族
4
13
Be
Al
1s22s22p63s23p1
1s22s22p63s23p63d24s2
22
Ti
Cu
第4周期第ⅣB族
第4周期第ⅠB族 第4周期第ⅣA族
29
32
1s22s22p63s23p63d104s1
特殊原子的电子排布式：
符合能级排布电子为全满或 半满状态时最稳定原则
练习：1～36号元素中是否都遵循构造原理？
举出能否具体的例子？
24号铬：
1s22s22p63s23p63d54s1
29号铜： 1s22s22p63s23p63d104s1
原子的简化电子排布:
为了方便，常把内层已达到稀 有气体的电子层结构的部分写成 “原子实”，用稀有气体符号外加 方括号来表示
1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？ 1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋 方向相反(顺时针、逆时针)。 ---泡利原理 2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？
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
泡利(Pauli),奥地利科学家, 对于量子力学的形成以及原子结构 理论的发展有重大的贡献，获得