1 原子结构和元素周期表
原子结构与元素周期表的讲解
原子结构与元素周期表的讲解在我们日常生活中，我们经常听到“原子”和“元素周期表”这两个词。
它们是化学领域中非常重要的概念，对于理解物质的本质和化学反应起着关键的作用。
本文将对原子结构和元素周期表进行深入的讲解。
一、原子结构原子是构成物质的基本单位，它由质子、中子和电子组成。
质子带有正电荷，中子不带电荷，而电子带有负电荷。
在原子中，质子和中子集中在原子核中，而电子则围绕原子核运动。
原子的结构可以用原子核和电子云来描述。
原子核位于原子的中心，其中包含了质子和中子。
电子云则是由电子组成的，它环绕在原子核的外部。
电子云的形状是不规则的，它的大小取决于电子的能级。
原子的质量主要由质子和中子决定，而电子的质量相对较轻，可以忽略不计。
质子和中子的质量几乎相等，它们的质量都比电子大约2000倍。
二、元素周期表元素周期表是由化学元素按照一定规律排列而成的表格。
它是化学领域中最重要的工具之一，可以帮助我们理解元素之间的关系和性质。
元素周期表按照原子序数的大小进行排列，原子序数是指元素原子核中质子的数量。
元素周期表的每一行称为一个周期，每一列称为一个族。
周期表中的元素按照原子序数的增加顺序排列，从左到右，从上到下。
元素周期表中的元素根据其性质可以分为金属、非金属和半金属。
金属通常具有良好的导电性、热导性和延展性，如铁、铜和铝等。
非金属则通常具有较差的导电性和热导性，如氧、氮和碳等。
半金属则具有介于金属和非金属之间的性质，如硅和锗等。
元素周期表中的每个元素都有一个化学符号，化学符号是用来表示元素的缩写。
例如，氧的化学符号是O，铁的化学符号是Fe。
化学符号的第一个字母通常是大写的，第二个字母通常是小写的。
元素周期表还提供了关于元素的其他重要信息，如原子量、元素的电子排布和化学性质等。
通过元素周期表，我们可以更好地了解和研究元素及其化学反应。
总结：原子结构和元素周期表是化学领域中的两个重要概念。
原子由质子、中子和电子组成，其中质子和中子位于原子核中，电子则围绕在原子核的外部。
《原子结构》原子结构与元素周期表课件 图文
年代 1911年
模型
卢瑟福 原子 模型
观点或理论
在原子的中心有一个带正电 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, 就像行星环绕太阳运转一样。
年代 1913年
模型
玻尔原子 模型
1926～ 1935年
电子云 模型
观点或理论
电子在原子核外空间的一定 轨道上绕核做高速圆周运动。
(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。 (9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al 。 (10)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。 (11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。 (12)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
【迁移·应用】 1.(2019·南京师大附中高一检测)下列各原子结构示 意图中所表示的核外电子排布正确的是 ( )
【解析】选D。A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B 原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明A、B 为第二、第三周期元素;L层最多排8个电子,B原子的L 层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明B原子的L层 有8个电子,A原子的L层有4个电子,故A是碳原子;A原子 的M层比B原子的M层少3个电子,故B为铝原子。
2.用A+、B-、C2-、D、E、F和G分别表示含有18个电子 的七种微粒(离子或分子),请回答: (1)A元素是________,B元素是________,C元素是 ________(用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 ________。
知识点 核外电子的分层排布 【重点释疑】 1.原子核外电子排布规律及其之间的关系
2.原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图。
一、原子结构与元素周期表
例1、已知某元素的原子序数是25，写出 该元素原子的价电子层结构式，并指出 该元素所属的周期和族。 解：∵原子序数为25．∴该元素核外有25e-， 其排布式为[Ar]3d54s2， 属d区过渡元素。 最高能级组数为4，其中有7个价电子， 故该元素是第四周期ⅦB族。
例2、已知某元素在周期表中位于第五周期、 ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子的电 子排布式、元素名称、元素符号和原子序数。 解：∵位于第五周期， ∴价电子是第五能级组，即5s4d5p， 又∵是ⅥA族，∴价电子排布为5s25p4， 这时4d必是全充满的， ∴电子排布式[Kr]4d105s25p4 碲，Te，原子序数是52。
16个族
ⅢB～Ⅷ
Ⅷ族
ⅠB 、ⅡB
5个区
0 族
族与价电子
族序数﹦价电子数
在周期中有18个纵列,除零族元素中He （1s2）与其它稀有气体ns2np6不同外,一般 说来,其它每个族序数和价电子数是相等的 主族元素： 族序数=原子的最外层电子数=价电子数 副族元素： 大多数族序数=(n-1)d+ns的电子数=价电子数
五个区：s、p、d、ds、f
ⅠA
ⅡA
原子的结构与元素周期表
原子的结构与元素周期表原子是构成物质的最基本单位，它的结构对于理解元素的性质和元素周期表的组织至关重要。
本文将介绍原子的结构以及元素周期表的相关知识。
一、原子的结构原子由三种基本粒子组成：质子、中子和电子。
质子和中子位于原子核中心，而电子则绕核运动。
1.1 原子核原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
它们共同维持原子的稳定性和核的性质。
1.2 电子云电子云是电子在原子周围的分布区域，它根据不同的能级和轨道分布。
电子的数量与原子的核中质子的数量相等，保持了原子的电中性。
二、元素周期表元素周期表是由化学元素按照一定规律排列的表格，反映了元素的物理和化学性质。
2.1 元素周期表的结构元素周期表按照原子序数的大小从小到大排列。
每个元素的方格中通常包含元素的化学符号、原子序数、相对原子质量等信息。
2.2 元素周期表的分组元素周期表根据元素的性质划分为若干个不同的分组，主要包括主族元素和过渡元素两大类。
2.3 元素周期表的周期性规律元素周期表中元素的排列具有周期性规律，即元素的性质和特征在周期表中呈现出周期性的重复性。
这是由于元素的结构和电子排布导致的。
三、原子的结构与元素周期表的关系原子的结构和元素周期表密切相关，元素周期表的排列顺序反映了原子的核电荷以及电子排布的规律。
3.1 元素周期表中的周期元素周期表中的水平行称为周期，每个周期包含了一个新能级的填充。
随着周期数的增加，原子的电子层数也增加。
3.2 元素周期表中的族元素周期表中的垂直列称为族，同一族元素具有相似的化学性质，这是由于它们外层电子的数目相同。
3.3 电子排布规则根据电子排布规则，每个原子的最内层能容纳2个电子，第二层能容纳8个电子，第三层能容纳18个电子，以此类推。
电子填充原则为"2, 8, 18, 32"。
3.4 原子结构与元素性质的关系原子的结构决定了元素的性质。
例如，原子的电子层数和电子的分布情况决定了原子的尺寸、电离能和电负性等物理性质。
01 原子结构和元素周期表
15
1.1 原子结构的认识历程
但是对于在原子和分子中，具有上述速度和速度不确 定度的电子，其位置的不确定度就不能忽略：
由不确定度关系可见，微观粒子的位置和速度不可能同 时有确定值，正好说明它不存在确定的运动轨道，这也正是 具有波动性的微观粒子本质上区别于宏观物体的标志。
16
1.2 原子核外电子运动状态的描述 （一）电子云的概念
2
1.1 原子结构的认识历程
道尔顿原子说
早在19世纪初，Dalton（道尔顿）提出原子学说： 1. 元素的最终组成者是原子； 2. 原子不可再分，是化学变化中保持不变的质点； 3. 同种元素的原子具有相同的原子质量和性质； 4. 原子以整数比结合成化合物。
Dalton（1766-1844） “近代化学之父”
1s22s22p63s23p63d54s1，3d5为半充满。
29Cu填充顺序为：1s 22s22p63s23p63d104s1，而不是
1s22s22p63s23p63d94s2。
29
原子
Cr Mo Cu Ag Au
能级排列序列
[Ar] 3d 4 4s 2 [Kr] 4d 4 5s 2 [Ar] 3d 9 4s 2 [Kr] 4d 9 5s 2 [Xe] 4f 145d 9 6s 2
4
“太阳-行星”式原子模型
1911年，Rutherford （卢瑟福）提出“ 太阳-行星”原子模型： 1. 所有原子都有一个核即原子核；
1.1 原子结构的认识历程
2. 核的体积只占整个原子体积极小的一部分；
3. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在核上；
4. 电子像行星绕着太阳那样绕核运动。
5
1.1 原子结构的认识历程
1.2.1原子结构与元素周期表
锂3
二 1s22s1或[He]2s1
钠
11
三
1s22s22p63s1或[Ne]3s1
钾 19
四 1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
铷
37
五 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或[Kr]5s1
铯
5于5 元可素六见的，原元子1或s2[2素核Xse22]周外6ps613期电s23p系子63d的的104s形排24p成布64d是发105s由生25p66s1
元素周期表手稿
周期性的重复。
结论：随着核电荷数的增加，核外电子的 排布发生周期性的变化。
元素周期系周期发展规律
由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填 充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不 是单调的，每一周期里元素的数目不总是一 样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。 因而，我们可以把元素周期系的周期发展形 象的比喻成螺壳上的螺旋。
主族元素：族序数=原子的最外层电子数 =价电子数
副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的
电子数之和=价电子总数
课堂练习
• 4、已知某元素的原子序数是25，写出该元 素原子的价电子层结构式，并指出该元素所 属的周期和族。
其排布式为[Ar]3d54s2，
由于最高能级组数为4，其中有7个价电 子，故该元素是第四周期ⅦB族。
原子序数递增的顺序从左到右排成横行，称之 为 周期 ，有 7 个；在把不同横行中
最外层电子数 相同的元素，按 能层数 递 增的顺序由上而下排成纵行，称之为族 ，共有
18 个纵行，16 个族。16个族又可分为
7个主族、 7个 副族、1个 Ⅷ族、1个 0族。
1.2.1原子结构与元素周期表
课堂练习
1.某元素的最外层电子数为2,价电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是( )A.电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2B.该元素为VC.该元素为第ⅡA族元素D.该元素位于d区
C
4.仔细观察如图,回答下列问题:(1)B的原子结构示意图为 ,B元素位于元素周期表的第 周期 族。 (2)铍的最高价氧化物对应的水化物是 化合物(填“酸性”“碱性”或“两性”),证明这一结论的有关离子方程式是 。
②0族：He为1s2，其他为ns2np6
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
构造原理与族序
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
3d14s2
3d24s2
3d34s2
3d54s1
3d54s2
3d64s2
3d74s2
3d84s2
3d104s1
3d104s2
3.各族元素价层电子排布特点
由于元素金属性和非金属性间没严格的界限，处于非金属三角边缘的元素既能表现出一定的金属性、又能表现出一定的非金属性。
①对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的经验规则,不是定理。
对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物,而不是过氧化物),这种相似性被称为对角线规则
2s22p2
2s22p3
2s22p4
2s22p5
2s22p6
3s1
3s2
3s23p1
3s23p2
2024年初中化学分子、原子和离子必考知识点总结
2024年初中化学分子、原子和离子必考知识点总结一、原子结构和元素周期表1. 原子的组成：原子由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子的中心核心，电子围绕核心运动。
2. 元素周期表：元素周期表是化学元素按一定顺序排列的表格，包含了元素的名称、原子序数、原子量等信息。
元素周期表是按原子序数（即质子数）的顺序排列的。
二、离子1. 离子的定义：当一个原子失去或获得电子时，形成带电的粒子，这种带电的粒子称为离子。
2. 阳离子和阴离子：失去电子的离子称为阳离子（正离子），获得电子的离子称为阴离子（负离子）。
3. 离子的符号：阳离子通常用元素符号后加上正号（如Na+），阴离子通常用元素符号后加上负号（如Cl-）表示。
三、分子1. 分子的定义：由两个或更多原子通过共用电子形成的化学结构被称为分子。
2. 共价键：分子中原子之间的化学键称为共价键，是通过共享电子对来连接原子的。
3. 分子式：用化学元素符号表示分子中各种原子的数量比例的式子。
例如，水的分子式为H2O。
四、原子和分子的相对质量和化学式1. 原子的相对质量：原子的相对质量是指一个原子质量与质子质量的比值。
2. 分子的相对质量：分子的相对质量是指一个分子质量与质子质量的比值。
可以通过分子式计算得出。
3. 化学式：化学式是用化学符号表示化合物的组成和结构的一种简洁表达方式。
化学式可以表示分子、离子或晶体的组成。
五、原子和分子的化学变化1. 化学反应：原子和分子之间的重新排列被称为化学反应。
2. 反应物和生成物：参与化学反应的物质被称为反应物，反应后形成的新物质被称为生成物。
3. 反应物的消耗与生成物的生成：在化学反应中，反应物的质量会发生减少，而生成物的质量会发生增加。
六、元素与化合物1. 元素：由只含有相同种类原子的一种物质被称为元素。
2. 化合物：由含有不同种类原子的物质被称为化合物。
3. 氧化与还原：化合物中的某些原子失去电子被称为氧化，而其他原子获得电子被称为还原。
原子结构与元素周期表的关系解析
原子结构与元素周期表的关系解析在化学领域中，原子结构与元素周期表是两个重要的概念，它们之间存在着紧密的联系和相互影响。
本文将解析原子结构与元素周期表之间的关系，并探讨它们在化学研究和应用中的重要性。
一、原子结构的组成原子是物质的基本单位，它由原子核和围绕核运动的电子构成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子没有电荷。
而电子呈负电荷并围绕在原子核周围的轨道上运动。
原子的质子数等于核电荷数，决定了元素的原子序数。
而核中的中子数量可以不同，同一元素的同位素就是由中子数不同的原子构成。
电子质量远小于质子和中子，因此可以忽略。
二、元素周期表的构成元素周期表是化学中非常重要的工具，将化学元素按照一定的规律排列起来。
它主要分为横排（周期）和竖排（族）。
周期数代表原子核外电子轨道的最高占用能级数，族数代表原子中具有相同化学性质的元素。
元素周期表的布局还根据原子序数、原子量等进行了合理的安排，使得相似性质的元素可以排在一起。
元素周期表可以方便地查找元素的性质，如原子半径、电负性、离子化能、电子亲和能等。
三、原子结构对元素周期表的影响1. 原子核的质子数决定了元素的原子序数，而原子序数决定了元素在元素周期表中的位置。
不同的原子序数代表着不同的元素，因此原子结构直接关系到元素周期表的组成。
2. 原子结构中的电子排布对元素的性质产生重要影响。
电子的位置和数量决定了元素的化学性质，如反应活性、化合价和离子形成能力等。
元素周期表中的周期数反映了电子外层能级的数量，竖排则代表了主要外层能级的电子配置。
3. 原子结构也和元素周期表中的周期趋势和族内变化相关。
原子半径、电负性、电离能、电子亲和能等特性都与原子的电子结构有关。
这些特性在周期表中呈现出规律性的变化，如原子半径在周期内逐渐减小，在族内逐渐增大。
四、元素周期表对原子结构的影响1. 元素周期表的排列方式反映了元素的物理和化学性质。
相邻元素的电子排布和化学性质具有一定的相似性，这种相似性可归因于它们的电子外层结构的相似性。
原子结构和元素周期表
1.3 氢原子的结构
4dxy 等值线图
1.3 氢原子的结构
5. 原子轨道的轮廓图
将等值线图围绕对称轴 转动，即可得到原子轨 道的轮廓图。 把波函数的等值面和正负 粗略地在直角坐标系中表 达出来，称原子轨道等值 轮廓图或简称原子轨道图
1s
1.3 氢原子的结构
5. 原子轨道的轮廓图
2px
2pz
1.3 氢原子的结构
a）Pauli原理：一个原子轨迹只能容纳自旋相反的两个电子（波函 数反对称要求）； b）能量最低原理：在不违背Pauli原理的前提下，电子优先占据低 能量轨道；（体系总能量最低） c）Hund规则：能量相同的轨道，电子尽可能自旋平行地分占； （总自旋S最大） d）Hund规则的补充规则：对能量相同的轨道，全充满，半充满时 比较稳定。（电子云呈球形）
称为原子质量单位，记为1u。
原子量为X，实际质量为多少？
1.1 原子和元素
元素的原子量：设元素A有n种同位素，第i(i=1,2,…,n)个同位素的原子 量和丰度分别为 wi 和 f i ，则元素A原子量为
wA wi f i
n i 1
丰度：第i种同位素在该元素中所占的原子数百分比 例：氧元素的原子量：15.9994 同位素 丰度 质子量
1.3.2量子数的物理意义 2.轨道角动量量子数l: 亚能级 角动量 M l (l 1)
l 0,1,2,3,...,n 1
s, p, d , f , g , h,...,
1.3 氢原子的结构
1.3.2量子数的物理意义 3.磁量子数m:伸展方向 角动量在z方向的分量
M z m m 0,1,2,...,l
轨道全充满或半充满体系能量 最低，最外层(n-1)dx-1ns1或(n1)dxns0 Cr原子Z=24，Cr:[Ar](3d)5(4s)1 Cu原子Z=29， Cu:[Ar](3d)10(4s)1
原子结构与元素周期表
科学探究（教材p14)
1. 横行 七个周期；2，8，8，18，18，32种；每一周期开头第一个元素的最外层的排布通式为ns1，结尾元素的
电子排布式为ns2np6;第一周期只有一个1s能级，其结尾元素的电子排布式为1s2，跟其他周期的结尾 元素的原子电子排布式不同。
2.纵列 ➢18个纵列； ➢除零族元素中He（2s2）与其它稀有气体ns2np6不同外，其余相等。
原子结构与元素周期表
交流讨论：
(1)什么是元素周期律 ？ (2)元素的性质包括哪些方面？ (3)元素性质周期性变化的根本原因是什么？
周期 2 3 4
一、原子结构与元素周期表
ⅠA
ⅦA
Li [He] 2s1
F [He] 2s22p5
Na [Ne]3s1
Cl [Ne]3s [Ar]4s24p5
▪ds区元素：d能级填满并且最后一个电子填充在s能级上的元素。结构特点：（n-1）d10ns1-2，包括 ⅠB族和ⅡB族。
▪f区元素：最后一个电子填充在f能级上的元素。 包括镧系和锕系。d区、ds区和f区元素称过渡元素。
再见
4. 族
元素周期表可分为7主族，7副族，0族和一个第Ⅷ族；副族元素介于s区元素（主要是金属元素）和 p区（主要是非金属）元素之间，处于由金属向非金属过渡的区域，因此，把副族元素又称为过 渡元素
5
• 这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元素性质的递变规律决定的。同周期元素从左到右非金 属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，结果使元素周期表右上方三角区内的元素主要呈现出非 金属性。
（1）1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 （2）[Ar]3d10 4s1 2．由下列元素在周期表中的位置，给出其原子的价电子层构型
原创2：1.2.1 原子结构与元素周期表
化学 · 选修 3《物质结构与性质》
原子结构与元素周期表
原子结构与元素周期表
知识回第顾3 页
原子结构与元素周期表
第4 页
■元素周期表的结构 短周期
第1周期(H--He)：2 种元素 第2周期(Li--Ne)：8 种元素 第3周期(Na--Ar)：8 种元素
第4周期(K--Kr)：18 种元素
1
Ⅱ
A
ⅢⅣⅤⅥⅦ AAAAA
2
3ⅢⅣⅤⅥⅦⅧ Ⅰ Ⅱ NhomakorabeaBB B B B
BB
4
s区
p区
5 6
d区
ds区
7
镧系
f区
锕系
最区 后的 填名 充称 的来 能自 级按 符照 号构
造 原 理
原子结构与元素周期表
问题导学第 13 页
四、原子的电子排布与元素的分区
s 区元素：最外层电子排布是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其 余为活泼金属。 P 区元素：最外层电子排布从ns2np1~ns2np6的元素。即IIIA~VIIA族、 零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。 d 区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。最外层电子数皆为1~2个，均为 金属元素，性质相似。
1、元素周期系的形成 随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现__碱__金__属____，就开始建立一 个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出 现___稀__有__气__体____；这样形成一个__周__期___，循环往复形成周期系。 2、形成原因：_原__子__核__外__电__子__排__布____的周期性重复。
原子结构与元素周期表
问题导学第 15 页
为什么s区、d区、ds区的元素都是金属元素（除H外) ？
第1课时 原子结构与元素周期表
第二节原子结构与元素的性质第1课时原子结构与元素周期表[素养发展目标]1．认识元素周期表的多样化，促进学生对元素周期系本质的理解。
2．通过辨识原子结构及价层电子排布与元素在周期表中的位置之间的关系，形成“结构决定性质”的观念。
知识点一元素周期系与元素周期表1．元素周期律、元素周期系和元素周期表元素周期律表述为元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。
元素周期系是元素按其原子核电荷数递增排列的序列。
元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。
2．构造原理与元素周期表根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。
周期新增电子填入能级顺序从开始到结束递增的核电荷数(或电子数)周期中所含元素种数一1s 2 2二2s→2p 8 8三3s→3p 8 8四4s→3d→4p 18 18五5s→4d→5p 18 18六6s→4f→5d→6p 32 32七7s→5f→6d→7p 32 32(1)主族元素的价层电子排布式、价层电子数列数 1 2 13 14 15 16 17 族序数ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布式n s1n s2n s2n p1n s2n p2n s2n p3n s2n p4n s2n p5价层电子数 1 2 3 4 5 6 7 结论：对于主族元素，价层电子数与族序数相同。
(2)副族元素的价层电子排布式、价层电子数(以第四周期为例)列数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 副族元素21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn族序数ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅧⅠB ⅡB 价层电子排布式3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s1价层电子数3 4 5 6 7 8 9 10 11 12结论：第ⅢB～ⅦB族元素的价层电子数与族序数相同，第ⅠB族、ⅡB族元素的价层电子数与族序数不同，第Ⅷ族元素的价层电子数与族序数有的相同、有的不同。
《原子结构与元素周期表》 讲义
《原子结构与元素周期表》讲义一、原子结构1、原子的构成原子是由位于原子中心的原子核和核外电子构成的。
原子核带正电荷，由质子和中子组成，其中质子带正电，中子不带电。
核外电子带负电，围绕着原子核做高速运动。
质子的数量决定了原子的元素种类，我们将其称为原子序数。
在同一元素中，质子数相同，但中子数可能不同，这种具有相同质子数但不同中子数的原子互称为同位素。
2、电子的排布电子在原子核外并不是随意分布的，而是遵循一定的规律分层排布。
目前我们用能层（也称为电子层）来描述电子的能量差异和离核远近。
能层从内到外依次为 K、L、M、N、O、P、Q 等。
每个能层又分为不同的能级，用 s、p、d、f 等表示。
s 能级只有一个轨道，p 能级有三个轨道，d 能级有五个轨道，f 能级有七个轨道。
每个轨道最多容纳两个电子，且它们的自旋方向相反。
电子排布遵循三个原则：能量最低原则、泡利不相容原理和洪特规则。
能量最低原则指的是电子总是优先占据能量最低的轨道，然后依次填充能量较高的轨道。
泡利不相容原理表明一个原子轨道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。
洪特规则指出在等价轨道（相同能级的不同轨道）上，电子会优先单独占据不同的轨道，并且自旋方向相同。
例如，氢原子只有一个电子，它会排布在 1s 轨道上；而碳原子有 6 个电子，其排布为 1s² 2s² 2p²。
二、元素周期表1、周期表的结构元素周期表是元素性质周期性变化的体现。
它具有横行和纵列的结构。
横行称为周期，目前周期表共有 7 个周期。
第一、二、三周期称为短周期，第四、五、六、七周期称为长周期。
周期的序数等于该周期元素原子具有的电子层数。
纵列称为族，分为主族（A 族）和副族（B 族）。
主族包括ⅠA 族、ⅡA 族、ⅢA 族、ⅣA 族、ⅤA 族、ⅥA 族、ⅦA 族；副族包括ⅢB 族、ⅣB 族、ⅤB 族、ⅥB 族、ⅦB 族、ⅠB 族、ⅡB 族。
《原子结构与元素周期表》 知识清单
《原子结构与元素周期表》知识清单一、原子结构1、原子的组成原子由原子核和核外电子组成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子构成。
质子带正电荷，中子不带电。
核外电子带负电荷，围绕着原子核做高速运动。
质子的数量决定了元素的种类，被称为原子序数。
在一个原子中，质子数等于核外电子数，整个原子呈电中性。
2、原子核原子核虽然体积很小，但集中了原子的大部分质量。
质子和中子的质量几乎相等，约为电子质量的 1836 倍。
3、核外电子的排布核外电子的排布遵循一定的规律。
电子在不同的能层（也称为电子层）上运动，能层分别用 K、L、M、N、O、P、Q 等表示，离核越近的能层能量越低。
每个能层又分为不同的能级，如 s、p、d、f 等。
在同一能层中，不同能级的能量按照 s、p、d、f 的顺序逐渐升高。
电子总是优先排布在能量较低的能级上，当低能级排满后，再排布到高能级。
4、原子结构示意图为了直观地表示原子的核外电子排布，我们使用原子结构示意图。
它用小圆圈表示原子核，圈内的数字表示质子数，弧线表示能层，弧线上的数字表示该能层上的电子数。
二、元素周期表1、元素周期表的编排原则元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的。
将电子层数相同的元素排成一个横行，称为周期；把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，称为族。
2、周期周期分为短周期和长周期。
短周期包括第一、二、三周期；长周期包括第四、五、六、七周期。
同一周期的元素，从左到右，原子序数逐渐增大，电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
3、族族分为主族、副族、Ⅷ族和0 族。
主族用A 表示，副族用B 表示。
主族元素的最外层电子数等于族序数。
同一主族的元素，从上到下，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
4、元素周期表中的分区根据元素的性质，元素周期表可以分为金属区和非金属区。
沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，虚线的左侧为金属元素，右侧为非金属元素。
高一化学必修一原子结构和元素周期表网课
高一化学必修一原子结构和元素周期表网课原子结构与元素周期表：1. 物质的结构：化学元素与分子a) 原子：原子是一种被用于构成元素的最小微粒。
它由核和电子组成，核是种子，其包含质子和中子，电子则围绕核活动。
b) 核外电子：这些电子在原子的外层，称作能级带，它们和原子核之间进行交互，这使得原子有具体的性质。
c) 分子：分子是两个或者更多个原子相结合而成的结构体块，它们可以互相连接，例如氢气分子H2。
2. 元素周期表a) 什么是元素周期表：元素周期表是一张图表，用来展示不同化学元素的基本性质的相关关系，以及它们之间的排列关系。
b) 元素周期表的组成：元素周期表由7个列，从左到右分别是：原子质量、原子序号、周期、族、元素名称、元素类型、以及物理性质等组成。
c) 周期与族：元素周期表中，元素根据原子质量以及其他特征进行组织排列，形成周期列以及族列，这样可以更加方便的帮助我们考察和获取相应的化学元素的性质。
3. 金属及非金属a) 金属：金属是一种具有特殊物理性质的元素或者物质，它们性质特殊，在元素周期表中列在最左边，常用金属种类有铁、铜、铝、钢等。
b) 非金属：非金属元素在元素周期表中列在右边，它们具有非导电性、非金属光泽、低融点，常用的非金属有氧化物、硫化物、碳化物等。
4. 元素的气态、固态及溶液态a) 气态：某些元素存在于气态，例如氢，它们包含单质金属和金属氧化物等，气态元素的分子极小，它们的沸点一般较低，且易蒸发。
b) 固态：绝大多数元素存在于固态，它们的温度一般较低，因此比较牢固，它们的分子构造比较紧密，且有着特定的形状，固态的元素只能通过改变温度来改变性质。
c) 溶液态：溶液态物质是一种暂时性的性质，它们由溶质加上溶剂组成，溶质是被溶解的物质，溶剂是溶解它们的液体。
溶液态的元素可以用不同的溶剂进行溶解，可以使用溶解度来衡量。
01第一讲+原子结构与元素周期表
第一部分 物质结构第一讲 原子结构与元素周期表【竞赛要求】 1．原子结构。
核外电子运动状态：用s 、p 、d 等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。
电离能、电子亲合能、电负性。
2．元素周期律与元素周期系。
主族与副族。
过渡元素。
主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右性质变化一般规律。
原子半径和离子半径。
s 、p 、d 、ds 、f-区元素的基本化学性质和原子的电子构型。
元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。
最高氧化态与族序数的关系。
对角线规则。
金属性、非金属性与周期表位置的关系。
金属与非金属在周期表中的位置。
半金属。
主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。
铂系元素的概念。
【知识网络】元素周期表结构发展与展望元素周期律原子半径金属性与非金属性电离能（势）、电子亲合能、电负性核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的特征核外电子排布规律四个量子数：n 、l 、m 、m s 电子云电子填充三原则能级组核外电子排布的表示方法原子结构核反应核外电子的运动状态原子结构原子的组成原子结构模型的演变核反应核的稳定性核反应的应用【知识概要】一、核外电子的运动状态1．微观粒子的波粒二象性（也称波粒二重性） （1）光的波动性波长λ：传播方向上相邻两个波峰（波谷）间距离。
频率v ：频率就是物质（光子）在单位时间内振动的次数。
单位是Hz （1Hz =1 s －1）。
光速c =λ·v 真空中2.998×10 8 m·s －1 = 3×10 8 m·s －1，大气中降低（但变化很小，可忽略）。
波数λν1＝～（cm －1）（2）光的微粒性1900年根据实验情况，提出了原子电子只能不连续地吸收和发射能量的论点。
这种不连续能量的基本单位称为光量子，光量子的能量（E ）与频率（v ）成正比。
原子结构与元素周期表的关系
远
排布 能量低
K、L、M、N、O、P、Q
高
以第三周期为例：原子结构与元素周期表的关系？
横坐标：周期（短周期、长周期、不完全周期） 纵坐标：主族 副族 第Ⅷ族 0族
3、元素周期表
H
He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Ga Ge As Se Br Kr
质子数（Z）+中子数（N）=质量数（A）
核组成式
（原子）核组成式
R 质量数 A
质子数 Z
中子数
元素
氢元素原子结构示意图 +1 1
核素
氢元素原子核 质子数 Z个 中子数 N个 质量数（A）
1
0
1
1 横原坐子标 构：造周与期元（素短周周期期表、的长关周系1期、不完全周期）
1 2 纵坐标：主族 副族 第Ⅷ族 0族
原子构造与元素周期表的关系
一、原子结构
（+1）
原子构成
（0）
（0） （-1）
核电荷数=质子数=核外电子数
相对原子质量 = 原子质量
构成原子的微粒 电子
原子核
质子（Z）
中子（N）
质量/Kg
9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量
1/1836
1.007≈1 1.008≈1
核外电子尽先排布的电子层顺序
K层为最外层时，最多能容纳的电子数 除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数。 次外层最多能容纳的电子数
第n层里最多容纳的电子数
K→L 2 8
18 2n2
原子核外电子排布
每层最多容纳2n2个电子 最外层不超过8个 （第一层不超过2个） 次外层不超过18个
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Planck(1901) , Quantum hypothesis:
E h
(Plank constant h = 6.626210-34J∙s)
5
光电效应(Photo-electronic Effect) Albert Einstein
入射光的频率v必须超过某一 阀值v0才能发射电子，此阀值 v0与被照金属有关。
h h p m
de Brogiletion
Electron diffraction, The first evidence of de Broglie’s Hypothesis
Davisson and Germer 1927, Bell Lab.
m E hν h 2 2 c c cλ h λ
p mc
•光子与电子撞时服从能量守恒与动量守恒定律。
7
逸出功
Ek hv W0
W0 hν0
临阈(yu)频率
8
2. 玻尔理论 Bohr的量子论
Niels Bohr
1913年，Bohr综合了Planck的量子假说，Einstein的 光子说和Rutherford的原子有核模型提出了原子的量 子论 1. 原子存在于具有确定能量的稳定态（定态），定态 中的原子不辐射能量。能量最低的叫基态，其余的叫 激发态。 2. 只有当电子从一个定态跃迁到另一个定态时，才发 射或吸收辐射能。其发射或吸收频率v是唯一的，满足
15
波函数的物理意义
几率（propability):
| ( x, y, z, t ) | dxdydz
2
Probability of finding a particle in the volume element dxdydz about the point (x,y,z) at time t
Normalized 归一化：
all space
| | d 1
2
意义：电子在整个运动空间出现的总几率为1。
17
1.2.2 波动方程——薛定谔方程
ˆ E H
2 2 2 Z e 2 2 N e E 2me 40 reN 2mN
发射电子与入射光强度无关。
发射电子的动能与入射光频率 v 呈线形关系。
6
Einstein光子学说 Einstein (1905) , with Planck’s quantum hypothesis
•光的能量是不连续的，是量子化的。
E h
•光为一束以光速c行进的光子流,光的强度取决于单位 体积内光子的数目，即取决于光子的密度。 N dN lim r 0 d •光子不但由能量，还有质量m •既然光子有质量，就必有动量p
1 E2 E1 h
9
1.1.2 微观粒子的波粒二象性
2. 实物粒子的波粒二象性
实物微粒是指静止质量不为零的电子，质子， 中子，原子和分子等。
ph
Particle Property
光的波粒二象性 Wave Property
E hν
10
de Broglie, 1923
假设 对于实物微粒, 上述关系式也成立 粒子应当具有波粒二象性 粒子的行为应当用波函数的形式加以描述
3
1911年 Rutherford提出原子模型 ，认为原子是由带正 电荷的原子核核绕核运动的电子组成。
行星原子模型 经典电磁理论
原子毁灭 连续光谱
矛盾
氢原子光谱
4
黑体辐射(Blackbody Radiation) Max Planck
黑体是指全部吸收外来电磁波的物体。当加 热时又能发射出各种电磁波，称为黑体辐射。
2 2 2 8 2 m Ze 2 2 2 E 0 2 2 x y z h 40 r
几率密度（probability density):
| ( x, y, z, t ) |
2
Probability per unit volume
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合格波函数的条件
1.Ψ必须是连续的（ Continuous and Differentiable） 2.Ψ必须是单值的（ Single-valued） 3.Ψ必须是有限的，且平方可积的（ Finite)
1 1 R( 2 2 ) 2 n2
称为波数 10967758.1cm-1
1
n 2 3,4,5,
R是Rydberg常数，其值为
原子光谱的特点：一是譜线锐利，这就表明原子不是以连 续的方式发射和吸收能量，而是以一定的频率发射和吸收 能量；二是具有高度的特征性。也就是说，原子光谱是线 状光谱，且每种原子的光谱都有确定的特征频率。
12
2.海森堡不确定原理
Heisenberg’s Uncertainty Principle
Heisenberg, 1925
xp ~ ,
h 2
粒子的坐标和动量无法同时精确测定(确定), 其误差的 乘积不小于Planck常数 h 粒子的能量和时间也无法同时精确测定(确定) 粒子的任何两个“互补的”物理量无法同时精确测定( 确定)
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3. 波粒二象性的统计解释
玻恩（Born）, 1926 物质波的“统计规律” 电子的波动性反映了微观粒子在空间区域 出现的概率的大小。 微观粒子波 概率波
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§1.2
氢原子核外电子的运动状态
1.2.1 波函数
量子力学理论是描述微观粒子运动规律的科学，它包含 若干基本假设 假设1：波函数ψ 对于一个微观体系，它的状态和有关情况可以用波函数ψ （x, y, z, t)来表示。ψ是体系的状态函数，是体系中所有 粒子的坐标函数，也是时间函数。不含时间的波函数ψ （x, y, z) 称为定态波函数。
第一章 原子结构和元素周期表
1
§1.1
氢原子光谱和微观粒子运动的特征
1.1.1 氢原子光谱和波尔理论
1. 氢原子光谱
当原子被电火花、电弧、火焰或其它方法激发时， 能够发出一系列具有一定频率（或波长）的光谱线，这些 光谱线就构成了原子光谱。
2
1861年 Kirchoff and Bunsen 碱金属光谱 1885年 Balmer 氢原子光谱