第八章 原子结构和元素周期表
原子结构和元素周期表
原子结构和元素周期表原子结构的研究是现代科学的重要组成部分。
通过对原子结构的深入了解，我们能够更好地理解物质的组成和性质。
元素周期表则是化学中的重要工具，将众多元素有序地排列起来，使人们能够更好地了解元素之间的关系和规律。
一、原子结构原子是构成物质的基本单位，它由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。
电子带负电荷，数量与质子数相等，使得原子整体呈电中性。
原子的大小约为纳米级别，其中原子核占据了很小的空间，而电子则分布在核外的轨道中。
根据量子力学理论，电子的行为具有波粒二象性，其可存在于一系列离散的能级上。
二、元素周期表元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的，它将元素按照一定规律进行分类。
元素周期表的基本单位是元素符号，其中包含了元素的原子序数、原子质量等信息。
元素周期表以横行为周期，竖列为族。
横向的周期数代表了原子的主能级数，而纵向的族数则代表了元素化学性质的相似性。
周期表的左侧是金属元素，右侧是非金属元素，中间则是过渡金属元素。
元素周期表的一大特点是周期性规律的存在。
同一周期中的元素，其化学性质会有明显的相似性，而同一族中的元素，其原子结构和性质也会有一定的相似性。
这些规律的发现使得人们能够更好地预测和理解元素的性质。
三、元素周期表的应用元素周期表是化学科学中的重要工具，它被广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用：1. 元素识别：通过元素周期表中的信息，可以帮助科学家识别和确定未知物质的成分，从而推测其性质和用途。
2. 反应预测：周期表的周期性规律可以帮助科学家预测化学反应的进行方式和产物，从而指导实验设计和工业生产。
3. 新材料开发：周期表中的元素提供了丰富的资源，科学家可以通过合理选用元素，设计和合成新的材料，满足不同领域对材料性能的需求。
4. 核能研究：周期表中的元素对核能研究也具有重要意义。
人们通过对元素核结构的研究，探索核反应的机理，实现核能的应用和开发。
原子结构与元素周期表
原子结构与元素周期表原子是构成物质的基本单位，它由质子、中子和电子组成。
通过研究原子的结构和性质，科学家们建立了元素周期表，对于研究化学和物理学等领域具有重要意义。
一、原子结构原子的结构主要由质子、中子和电子组成。
质子带有正电荷，中子没有电荷，而电子带有负电荷。
质子和中子集中在原子核中，而电子以轨道的形式绕原子核运动。
原子的质量数等于质子数加上中子数。
原子的原子序数等于质子数，决定了一个元素的化学性质。
原子核的直径约为10^-15米，而电子的轨道比较稀疏，整个原子的直径约为10^-10米。
二、元素周期表元素周期表是根据元素原子序数的大小和元素性质的周期性变化而建立的表格。
元素周期表按照一定的规律排列，左侧是金属元素，右侧是非金属元素，中间是过渡金属元素。
元素周期表中的每一个元素都有自己的原子序数、元素符号和原子质量。
原子序数从左到右递增，元素符号用来表示元素的化学符号，原子质量表示元素中质子和中子的总质量。
元素周期表为我们提供了对元素性质的了解和分类。
根据元素周期表的排列规律，我们可以推测元素的化学性质、电子排布、反应性等。
三、元素周期表的分类元素周期表可以按照元素的性质进行分类。
根据元素的电子排布，我们可以将元素分为主族元素、过渡元素和稀有气体元素。
1. 主族元素主族元素是指元素周期表中的1A到8A族元素。
这些元素的电子排布都符合最稳定的气体——氦气的电子排布。
主族元素具有相似的化学性质，例如1A族的元素都是碱金属，非常活泼。
2. 过渡元素过渡元素位于元素周期表的3B到12B族。
这些元素在化学性质上介于主族元素和稀有气体元素之间。
过渡元素具有较高的熔点和沸点，可以形成多种形态和价态。
3. 稀有气体元素稀有气体元素位于元素周期表的18族，包括氦、氖、氩、氪、氙和氡。
这些元素具有非常稳定的电子排布，不易发生化学反应。
稀有气体元素在工业和科学实验中具有重要的应用价值。
四、元素周期表的应用元素周期表不仅是化学研究的重要工具，也具有广泛的应用价值。
《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，围绕原子核作高速运动。
质子的数量决定了元素的种类，称为原子序数。
在一个原子中，质子数等于电子数，因此整个原子呈电中性。
2、原子核原子核虽然体积很小，但却集中了原子的绝大部分质量。
质子和中子的质量大致相等，而电子的质量很小，几乎可以忽略不计。
3、核外电子的排布核外电子按照一定的规律分层排布。
离原子核越近的电子层，能量越低；离原子核越远的电子层，能量越高。
电子层通常用数字表示，分别为 1、2、3、4、5、6、7 等，也可以用字母表示，依次为 K、L、M、N、O、P、Q 等。
每层所能容纳的电子数也有一定的规律。
第一层最多容纳2 个电子，第二层最多容纳 8 个电子，第三层最多容纳 18 个电子，依次类推。
最外层电子数对元素的化学性质起着关键作用。
一般来说，当原子的最外层电子数为8（只有一个电子层时为2）时，原子处于稳定结构。
二、元素周期表1、元素周期表的结构元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的。
共有 7 个横行，18 个纵行。
7 个横行称为周期，同一周期的元素原子电子层数相同，从左到右原子序数依次递增。
18 个纵行称为族，分为主族（A 族）、副族（B 族）、第Ⅷ族和 0 族。
主族元素的族序数等于最外层电子数。
2、元素周期表的分区根据元素的电子排布特点，可以将元素周期表分为 s 区、p 区、d区和 f 区。
s 区包括第ⅠA 族和第ⅡA 族，其价电子构型为 ns1-2。
p 区包括第ⅢA 族到第ⅦA 族和 0 族，其价电子构型为 ns2np1-6。
d 区包括第ⅢB 族到第ⅦB 族和第Ⅷ族，其价电子构型为（n-1）d1-10ns1-2。
f 区包括镧系和锕系元素，其价电子构型为（n-2）f0-14（n-1）d0-2ns2。
3、元素性质的周期性变化（1）原子半径同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小；同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大。
原子结构与元素周期表
原子结构与元素周期表元素周期表是化学家们用来分类和组织元素的一种工具。
它以一种系统的方式展示了所有已知元素的信息，帮助我们更好地理解原子结构和元素的特性。
本文将从原子结构的基本概念开始介绍，并深入探讨元素周期表的构造和用途。
一、原子结构原子是构成所有物质的基本单位，由带正电荷的原子核和绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，而电子则绕着核心以轨道运动。
质子带正电荷，中子带无电荷，电子带负电荷。
原子的质量主要由质子和中子决定，而原子的化学性质则由电子的分布和排列决定。
二、元素周期表的构造元素周期表按照原子序数的大小，从左上角到右下角，以周期为单位排列元素。
每个周期中，原子序数递增，原子结构和元素特性也会发生变化。
在元素周期表中，元素按照一定规则分配到行（周期）和列（族）中。
元素周期表按照元素的性质将元素分为金属、非金属和类金属。
金属元素位于周期表的左侧和中间部分，它们通常具有良好的导电性和热传导性。
非金属元素位于周期表的右上方，它们通常呈现出不良的导电性和脆性。
类金属元素位于周期表的中间位置，它们的性质介于金属和非金属之间。
周期表中的每一横行被称为一个周期，每一纵列被称为一个族。
周期数表示元素的主量子数，决定了元素的电子层排布。
族数表示元素的最外层电子的数目和化学性质。
周期表中的元素按照原子序数递增排列，每一个元素都有一个对应的原子符号和原子序数，例如氢的原子符号是H，原子序数为1。
三、元素周期表的用途元素周期表是研究化学和理解元素特性的重要工具。
它可以帮助我们预测元素的性质，并找到元素之间的相似性和规律。
以下是元素周期表的一些常见用途：1. 预测元素的性质：通过元素周期表，我们可以推测元素的电子结构和化学性质。
例如，位于同一族的元素通常具有类似的化学性质。
2. 周期性规律：元素周期表展示了元素性质的周期规律。
根据周期表，我们可以发现元素的化学性质和原子结构之间的关系，比如原子半径、电离能和电负性等的变化规律。
原子结构和元素周期表
轨道排布式
1s
6C
2s
2p
1s
6C
2s
2p
1s
6C
2s
2p
K：1s22s22p63s23p64s1 19 ： Ca：1s22s22p63s23p64s2 ： 20
Sc：1s22s22p63s23p63d14s2 ： 21
洪德规则的特例： 洪德规则的特例：
简并轨道全充满（例如 ），半充满 半充满（ 简并轨道全充满（例如p6、d10、f14），半充满（例 或全空（例如p 如p3、d5 、f7）或全空（例如 0 、d0 、f0）是能量较 低的稳定状态。 低的稳定状态。
1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4d ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜5p＜6s＜4f＜5d＜6p… ＜ ＜ ＜ ＜
1（2，2）（3，3）（4，3，4）（5，4，5） （6，4，5，6）（7，5，6，7）
能级组
二、核外电子排布规律 泡利不相容原理
在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的2个 在同一原子中不可能有四个量子数完全相同的 个 电子同时存在。 电子同时存在。
2 8 8 18 18 32 23(未完 未完) 未完
2、族 、 主族：周期表中有 个主族 个主族， 主族：周期表中有7个主族，ⅠA～ⅦA。 ～ 。 价层电子的总数（ns、np两个亚层上电子数目的总和） 价层电子的总数（ns、np两个亚层上电子数目的总和） 两个亚层上电子数目的总和 = 族数 副族：周期表中有 个副族 个副族， 副族：周期表中有7个副族，ⅠB～ⅦB。 ～ 。 ⅠB，ⅡB元素最外层 亚层上电子数 族数 元素最外层 亚层上电子数= ， 元素最外层ns亚层上电子数 ⅢB～ⅦB元素最外层s电子数+ 次外层d电子数= 族数 ⅢB～ⅦB元素最外层s电子数+ 次外层d电子数= 元素最外层 零族：最外层电子是一个满层（ 零族：最外层电子是一个满层（ns2或ns2np6）。 亚层上。 Ⅷ族：最后一个电子填在（n-1）d亚层上。 最后一个电子填在（ ） 亚层上
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。
第八章 原子结构与量子化学(中)
p 1920年中学毕业后进入慕尼黑大学物理系学习理论物理，
的、连续变化的数值；微观粒子只能处于某些确定的能量 状态，能量的改变量不能取任意的、连续的数值，只能是 分立的，即量子化的。
Ø 不确定原理对宏观物体没有实际意义（h 可视为 0）；微观
粒子遵循不确定原理，h 不能看做零。
9
海森伯（1901～1976）Heisenberg，德国物理学家。
p 1927年提出“不确定性”，阐明了量子力学诠释的理论局
13
Ø
波函数和微观粒子的状态
p 几率密度：单位体积内找到电子的几率，即 ψ*ψ p 电子云：用点的疏密表示单位体积内找到电子的几率，与
ψ*ψ 是一回事
p 几率：空间某点附近体积元 dτ 中电子出现的概率，即ψ*ψdτ p 用量子力学处理微观体系，就是要设法求出 ψ 的具体形式。
虽然不能把 ψ 看成物理波，但 ψ 是状态的一种数学表达，能 给出关于体系状态和该状态各种物理量的取值及其变化的信 息，对了解体系的各种性质极为重要。
5
不确定原理和波动力学的轨道概念
p 海森堡的不确定原理
（Heisenberg’ uncertainty principle ） 1. 如果我们能设计一个实验准确测定微粒的位置，那就 不能准确测定其动量，反之亦然； 2. 如果我们精确地知道微粒在哪里, 就不能精确地知道它 从哪里来, 会到哪里去;如果我们精确地知道微粒在怎 样运动, 就不能精确地知道它此刻在哪里.
原子结构与元素周期表的关系
原子结构与元素周期表的关系原子结构是指构成物质的最基本单位——原子的组成。
元素周期表则是对所有已知元素按照一定顺序排列的表格，在化学中起着至关重要的作用。
本文将深入探讨原子结构与元素周期表之间的关系。
一、原子结构的基本组成原子主要由三个组成部分构成：质子、中子和电子。
质子带有正电荷，位于原子核中心，中子则是电中性的，同样位于原子核内。
电子则以云状分布在原子核周围的轨道上，带有负电荷。
二、元素周期表的基本结构元素周期表是由化学家门捷列夫于1869年提出的，按照元素的原子序数顺序排列，分为7个横行，称为周期，18个纵列，称为族。
周期数代表电子壳层的总数，族数表示主层的编号。
周期表中详细列出了每个元素的名称、原子序数、相对原子质量等信息。
三、电子排布与元素周期表的关系元素周期表的排列顺序基于原子结构中电子的排布规律。
在每个周期中，原子的电子数逐渐增加，由于电子的负电性，电子在原子中相互排斥，会按照一定规律填充到能量最低的轨道中。
根据泡利不相容原理、奥克塔规则和洪特规则等规律，可以推导出元素周期表中每个元素的电子排布方式。
四、元素周期表的规律与性质元素周期表不仅仅是分类元素的工具，还能反映元素的物理和化学性质。
同一族元素的化学性质较为相似，原因是它们的电子排布相同，拥有相似的化学反应特性。
周期表的左侧是金属元素，具有良好的导电性和热传导性；右侧为非金属元素，多为气体或固体，通常不具有金属的性质。
通过元素周期表，我们可以大致了解到不同元素的性质和用途。
五、周期表的发展与未来元素周期表在过去的150多年中不断发展和刷新，新元素和周期的发现不断改变我们对物质世界的认知。
最新的周期表版本为2016年发布的扩展周期表，它扩展了周期表的七个周期，使得所有已知的118个元素均能得到归位，填补了过去空缺的位置。
随着科学的进步，未来还可能有更多元素的发现，周期表也将不断更新和演变。
综上所述，原子结构与元素周期表密不可分。
化学初中教材第八章无机化学与元素周期表
化学初中教材第八章无机化学与元素周期表化学是一门研究物质组成、性质和变化的科学。
在化学的学习中，无机化学是一个重要的分支，它主要研究无机物质的性质和反应。
无机化学的基础是元素周期表，它是化学的重要工具，用于系统地组织和分类所有已知的元素。
本文将介绍化学初中教材第八章关于无机化学与元素周期表的主要内容。
一、无机化学基础知识1. 元素与化合物元素是构成物质的基本单位，化合物由两种或两种以上的元素以固定比例组合而成。
初中阶段主要了解常见元素和化合物的基本性质。
2. 常见无机化合物的命名与化学式无机化合物的命名和化学式遵循一定的规则，掌握这些规则可以正确命名和书写无机化合物的化学式。
3. 离子与离子化合物离子是带电荷的原子或原子团，离子化合物由带正电荷的金属离子和带负电荷的非金属离子组成。
掌握离子与离子化合物的基本概念对于理解化学反应和平衡很重要。
4. 金属元素与金属性质金属元素的特点包括金属光泽、导电性、导热性、延展性和塑性等。
了解金属元素的性质可以帮助我们理解金属制品的应用和加工过程。
二、元素周期表元素周期表是由化学元素按照一定的规则组织起来的表格，根据各元素的原子序数、电子结构和化学性质等进行分类。
元素周期表的组织形式让我们能够直观地了解各元素的特性。
1. 元素周期表的组织结构元素周期表按照原子序数的递增顺序排列，同时根据元素的电子层的填充规律，将元素分成周期和族。
周期是水平排列的，族是垂直排列的。
2. 元素周期表中的主要部分元素周期表可以分为主族、过渡金属、稀土金属和放射性元素区等。
其中，主族元素和过渡金属元素是初中化学教材重点。
3. 元素周期表中的元素特性元素周期表中，元素的位置与其原子结构、性质及化学反应有关。
周期表上的元素位置可以帮助我们预测元素的性质和反应行为。
4. 元素周期表的应用元素周期表不仅仅是化学家研究元素的工具，它还在许多领域有实际应用。
如材料科学、能源产业、医药研发等方面。
三、元素与化学反应化学反应是指在给定条件下，物质之间发生化学变化，产生新物质的过程。
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原子结构是描述原子内部组成的理论模型，而元素周期表则是对所有已知元素进行系统分类和整理的表格。
原子结构和元素周期表之间存在着紧密的关系，本文将对这一关系进行深入解析。
一、原子结构的基本组成原子是由质子、中子和电子组成的基本粒子。
质子具有正电荷，质量接近于1个原子质量单位（amu），位于原子核中心；中子无电荷，质量与质子相近，也位于原子核中心；电子具有负电荷，质量极轻，约为1/1836 amu，以环绕在原子核外部的轨道上。
二、元素周期表的组织结构元素周期表按照原子序数的大小排列，同一列上的元素具有相似的化学性质。
每个元素都由一个原子核和相应数量的电子构成。
元素周期表的主要组成部分有周期数、族数、元素符号、相对原子质量等。
三、原子结构与周期表的关系1. 原子序数与周期表：原子序数即为元素在周期表中的位置，它反映了原子核中质子的数目，也决定了元素的化学性质。
原子序数从左至右递增，与周期表的周期数对应。
每个周期的最后一个元素一般为惰性气体，即具有稳定的电子配置，不易参与化学反应。
2. 原子质量与周期表：原子质量是指元素中质子和中子的总质量。
原子质量与周期表中的相对原子质量相对应。
一般来说，相对原子质量越大，元素的原子质量也越大。
周期表中的元素按照相对原子质量的递增顺序排列。
3. 电子结构与周期表：原子的电子结构决定了元素的化学性质。
元素周期表中的每个周期代表了主量子数的变化，而每个组则代表了元素的价电子层数目。
根据元素的电子结构，可以预测元素的化合价以及各种化学反应的倾向性。
四、元素周期表的应用元素周期表对化学、物理等领域具有重大的意义和应用价值。
1. 元素周期表为化学元素的分类与整理提供了基本框架，有助于系统地研究元素的性质和相互关系。
2. 元素周期表为了预测和解释元素的化学性质提供了便利，有助于合成新的化合物以及开发材料科学的领域。
3. 元素周期表通过列出元素的物理特性和化学性质，为教学和研究提供了重要的参考和学习工具。
第八章原子结构和元素周期表PPT课件
电子运动状态的量子力学概念
一 、原子结构的认识史
1、古原子说
希腊词“原子”— “ato2m、o近s”代原子学说
——不可分割
质量守恒定律，定组成定律，倍 比定律
原子不可再分。
6
电子运动状态的量子力学概念
3、枣糕模型:
1906年诺贝尔 物理学奖
-
阴极
O
K
狭缝 +
7
4、Rutherford E有核原子模型
镧铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽镝 钬 铒 铥 镱镥
89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101Md 102 No 103 Lr
锕 钍 镤 铀镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹
4
第一节
电子运动状态的 量子力学概念
-粒子散射实验： -粒子：He+
Rutherford E “有核”原子模型： ◆ 原子核好比是太阳，电子好比是绕 太阳运动的行星，绕核高速运动。 8
电子运动状态的量子力学概念
核外电子有怎样的状态呢？
◆该模型与经典的电磁学发生矛盾: 绕核电子应不停地连续辐射能量, 结果: (1)应得到连续光谱; (2)原子毁灭。 事实: (1)原子没有毁灭; (2)原子光谱也不是连续光谱而是
7 87 Fr 88 Ra 89-103 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 111 112
钫 镭 Ac-Lr 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 Uun Uuu Uub
114 116 118
镧系 锕系
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu
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。
原子结构与元素的周期表位置关系
原子结构与元素的周期表位置关系原子结构和元素的周期表位置之间存在密切的关系。
周期表是化学中最重要的工具之一，它提供了元素的有序排列方式，同时也揭示了元素的一些特性和性质。
本文将探讨原子结构和元素周期表位置之间的密切联系。
一、原子结构的组成原子由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子核中，而电子围绕着原子核旋转。
质子具有正电荷，中子不带电荷，而电子带有负电荷。
原子的质量主要来自质子和中子，而电子的质量相对较小，可以忽略不计。
二、原子结构与元素周期表元素周期表展示了元素按照原子序数和电子结构的有序排列方式。
原子序数代表了元素中质子的数量，同时也决定了元素的化学性质和周期表中的位置。
元素周期表按照原子序数从小到大的顺序排列，每个元素都有自己独特的原子结构。
三、元素周期表的分组和周期性元素周期表中的元素按照相似的化学性质进行分组。
目前，元素周期表根据最外层电子排布的规律，被分为18个竖列，称为“族”。
周期表的横行称为“周期”，同一个周期中的元素具有相同的电子层次，属于同一能级。
四、原子结构的影响原子结构对元素的性质和周期表位置产生影响。
原子的质子数量决定了原子的原子序数，从而决定了元素在周期表中的位置。
原子的电子结构决定了元素的化学性质，不同的电子层次和能级使元素表现出不同的化学反应和化合价。
五、特殊元素的周期表位置有一些特殊元素在元素周期表中具有特殊的位置。
例如，氢元素仅有一个质子和一个电子，所以它被置于元素周期表的最顶端。
稀有气体元素位于元素周期表的最后一列，它们的外层电子层都是完全填满的，因此它们稳定而不易与其他元素发生反应。
六、元素周期表的应用元素周期表对科学家们的研究和实验提供了便利。
对元素周期表的研究使科学家们能够预测元素的性质和行为，从而更好地理解和利用元素。
周期表中元素的有序排列还促进了对元素之间关系和周期规律的探索，并为元素的发现提供了理论基础。
结论原子结构和元素的周期表位置之间存在紧密的联系。
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
原子的结构和元素周期表
原子的结构和元素周期表原子是构成物质的基本单位，是化学反应的基础。
了解原子的结构对于理解化学性质和反应机制非常重要。
本文将介绍原子的结构以及元素周期表的重要性和应用。
一、原子的结构原子由核和电子构成。
核包含着质子和中子，而电子则绕核运动。
质子具有正电荷，中子没有电荷，电子具有负电荷。
质子和中子构成了原子的核，而电子则分布在核的周围的能级上。
原子的质子数就是它的原子序数，通常用字母Z表示。
例如，氢的原子序数是1，氧的原子序数是8。
质子数决定了原子的化学性质和元素的种类。
电子的数目与原子的质子数相等，因此正常情况下原子是电中性的。
电子分布在以核为中心的能级上，不同的能级容纳的电子数有限，一般来说，第1能级最多容纳2个电子，第2能级最多容纳8个电子，第3能级最多容纳18个电子。
二、元素周期表元素周期表是根据原子的质子数和电子排布规律组织的表格。
它将元素按照原子序数的增加顺序排列，相邻的元素具有相似的化学性质。
元素周期表的每一行称为一个周期，目前总共有7个周期。
周期的长度是根据电子能级的填充顺序决定的。
每一个周期的结束都意味着一个新的能级开始填充电子。
元素周期表的每一列称为一个族，目前总共有18个族。
族决定了元素的主要化学性质，一般来说，同一族的元素具有相似的化学反应和化合价。
周期表上的元素用符号表示，例如氢元素的符号是H，氧元素的符号是O。
每个元素的方格中通常还包含了元素的名字和相对原子质量。
三、元素周期表的重要性和应用元素周期表是化学研究和应用的基础。
它提供了化学元素的有序排列，可以帮助我们更好地了解元素的性质和规律。
通过元素周期表，我们可以快速了解元素的基本性质，包括原子半径、电负性、离子化能和电子亲和能等。
这些性质有助于我们预测和解释化学反应的过程和结果。
元素周期表还对于研究元素的同位素、同系物和同族反应具有重要意义。
通过周期表，我们可以找到同一族的元素，从而推断它们在反应中的相似性和差异性。
此外，元素周期表还指导着我们对新元素的发现和研究。
第八章 原子结构与量子化学(下)
1第八章（下）原子结构和元素周期表6 元素周期表主量子数n1234角量子数l0123每个亚层中1357轨道数目23p共七个周期：一个特短周期(1)、二个短周期(2,3)、二个长周期(4,5)、二个特长周期(6,7)，第7周期又叫不完全周期。
p序号表达了该周期中原子开始建立的电子层。
p七个周期对应于顺序图中的七个能级组。
p除第一周期外，各周期均以填充s 轨道的元素开始，并以填充p 轨道的元素告终。
4价电子构型相似的元素在周期表中分别集中在4个区(block)区价电子构型üs区n s1~2üp区n s2 n p1~6üd区(n–1)d1~10n s1~2üf 区(n–2)f1~14(n–1)d0~1n s25p主族元素(main-group elements)：s区和p区元素p过渡元素(transition elements)：d区元素p内过渡元素(inner transition elements)：f区元素。
填入4f亚层和5f亚层的内过渡元素分别又叫镧系元素(lanthanide或lanthanoid)和锕系元素(actinide或actinoid)。
677 原子参数p 金属半径(metallic radius )1.适用金属元素2.固体中测定两个最邻近原子的核间距一半p 共价半径(covalent radius )1.适用非金属元素2.测定单质分子中两个相邻原子的核间距一半7.1 原子半径(atomic radius)严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数；迄今所有的原子半径都是在结合状态下测定的。
8Atomic radii (in pm)Li 157Be112Mg160Na 191Ca 197K235Rb 250Sr 215Ba 224Cs 272Sc 164Mo 140Cr 129Mn 137Tc 135Re 137Os 135Ru 134Fe 126Co 125Rh 134Ir 136Pt 139Pd 137Ni 125Cu 128Ag 144Au 144Hg 155Cd 152Zn 137Ti 147V135Nb 147Y182Hf 159Ta 147W 141Lu 172Zr 160B88C77N74O 66F64Al 143Si 118P 110S104Cl99Ge 122Ga 153Tl 171In 167Br114As 121Se 104Sn 158Sb 141Te 137I133Bi182Pb 175Source:Wells A F ,Structural Inorganic Chemistry,5th edn.Clarendon Press,Oxford(1984).同周期原子半径的变化趋势(一)总趋势：随着原子序数的增大，原子半径自左至右减小。
原子结构及元素周期表
原子结构及元素周期表原子结构是指原子的组成和构造，了解原子结构对于理解元素周期表及化学反应至关重要。
本文将介绍原子结构的基本知识，并探讨元素周期表的构成和应用。
一、原子结构原子是物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
质子带有正电荷，中子不带电，电子带有负电荷。
原子的核心由质子和中子组成，电子绕核心运动。
原子的质量数等于质子和中子的数量之和，原子的电荷数等于质子的数量减去电子的数量。
原子中质子数和电子数相等，因此原子是电中性的。
二、元素周期表的构成元素周期表是对所有已知元素按一定规律排列的表格。
元素周期表按照原子序数（质子数）的顺序排列，将具有相似化学性质的元素放在同一垂直列中。
元素周期表的每个水平行称为一个周期，每个垂直列称为一个族。
周期表中的元素按照金属性和非金属性分成两部分，金属性元素在左侧，非金属性元素在右侧。
三、元素周期表的应用1. 元素周期表可以提供元素的基本信息。
周期表上标注了每个元素的符号、原子序数、原子质量等重要数据，这些信息对于化学实验和研究都是十分重要的参考。
2. 元素周期表可以预测元素的性质。
根据元素在周期表中所处的位置和周期表规律，可以推测元素的原子半径、电负性、离子化倾向等性质，为化学实验和反应提供指导。
3. 元素周期表有助于研究元素化合物和反应。
分析元素周期表中元素的位置和性质，可以预测元素之间的化学反应、氧化还原反应等，并进行相关实验验证。
4. 元素周期表的发展推动了新元素的发现。
周期表的存在和规律使科学家能够预测某些未被发现的元素的存在和性质，从而推动新元素的发现和研究。
总结：原子结构是指原子的组成和构造，包括质子、中子和电子。
元素周期表是对所有已知元素按照原子序数的顺序排列的表格，可以提供元素的基本信息、预测元素的性质、研究元素化合物和反应，以及推动新元素的发现和研究。
了解原子结构和元素周期表对于深入理解化学和开展科学研究具有重要意义。
第八章 原子结构与周期系
第八章原子结构与周期系第一节 核外电子运动的特征•不连续光谱,即线状光谱 。
•其频率具有一定的规律。
12215s )121(10289.3−−×=n v n = 3,4,5,6经验公式：氢原子光谱特征：Bohr 理论三点假设：①核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量；②通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低——基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态；③从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。
h E E E E h 1212−=−=ννE ：轨道能量h ：Planck 常数1924年，Louis de Broglie 认为：质量为 m ，运动速度为υ的粒子，相应的波长为：电子的波粒二象性1927年，Davissson 和Germer 应用Ni 晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。
λ=h /m υ=h /p ，h =6.626×10-34J·s ，Plank常量。
()ΨV E h m z Ψy Ψx Ψ−−=∂∂+∂∂+∂∂22222222π81.SchrÖdinger 方程Schr SchrÖÖdinger 方程与量子数：空间直角坐标z y x ,,常数：Planck h ：势能V ：能量E 波函数： Ψ：质量m 第二节 核外电子运动状态的描述—量子力学原子模型直角坐标( x,y,z )与球坐标(r ,θ,φ)的转换222z y x r ++=cos r z =θsinsin r y =φθcossin r x =φθ()()φθ,, ,, r Ψz y x Ψ ⇒()()φθ,Y r R ⋅=2.四个量子数① 主量子数 n1,...2,1,0−=n l ③ 磁量子数 m④ 自旋量子数 m s,21=s m ll m −+=......,0, (2)1−=s m ② 角量子数n =1, 2, 3,……•用来描述核外电子出现概率最大区域离的平均距离，是决定电子运动能量高低的主要因素。
原子结构与元素周期表
原子结构与元素周期表在我们的日常生活中，我们常常听到“原子”和“元素周期表”这些词汇，它们是化学学科中非常重要的概念。
本文将深入探讨原子结构，介绍元素周期表的基本知识，并探讨它们之间的关系。
一、原子结构原子是物质的基本单位，是构成物质的最小单元。
原子由质子、中子和电子组成。
质子带有正电荷，中子不带电荷，电子带有负电荷。
质子和中子构成原子的核心，而电子则绕着核心的轨道运动。
原子的核心中的质子数量称为原子核电荷数，记作Z。
原子核电荷数决定了原子的化学性质。
而核心中的质子和中子的总数称为原子的质量数，记作A。
原子的质量数取决于核中质子和中子的数量。
一个基本的原子结构可以用符号表示为A-Z，其中A为质量数，Z 为原子核电荷数。
例如，氢（H）原子的符号为1-1，即质量数为1，原子核电荷数为1。
二、元素周期表的组成元素周期表是一种以元素的化学性质为基础的分类表。
它按照化学性质和原子结构将元素进行分类。
元素周期表的基本构成包括元素符号、元素原子序数、元素原子质量三个要素。
1. 元素符号：元素符号是用来代表元素的独特标记。
例如，氢元素的符号是H，氧元素的符号是O。
元素符号通常由拉丁文的元素名称的第一个或前两个字母组成。
2. 元素原子序数：元素原子序数是元素周期表中元素的主要顺序标识，也被称为元素的序号。
原子序数通常用字母Z表示。
元素周期表中元素按照原子序数的递增顺序排列。
3. 元素原子质量：元素原子质量是元素原子的质量数。
它代表了元素原子相对于碳-12同位素的质量。
元素原子质量通常以A标记。
三、原子结构与元素周期表的关系元素周期表的排列是根据元素原子的结构和化学性质进行的。
原子的结构决定了元素的化学性质，在元素周期表中，由于原子结构的相似性，具有相似性质的元素会被排列在同一列中。
例如，在元素周期表的第一周期中，只有两个元素氢和氦。
这是因为氢和氦的原子结构类似，都只有一个电子在最外层轨道。
由于原子结构的相似性，它们具有相似的化学性质。
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例8-2 电子在原子核附近运动的速度约为 6106m·s-1,原子半径约10-10m。若速度误 差为±1%，电子的位置误差x有多大？
解：v = 6106m·s-1 0.01 = 6104m·s-1
△x≥h/(4mv)
= 4
6.626 10-34kg·m2·s-1 9.110-31kg6 104m·s-1
7 87 Fr 88 Ra 89-103 104 Rf 105 Db 106Sg 107Bh 108 Hs 109 Mt 110 111 112
钫 镭 Ac-Lr 钅卢 钅杜 钅喜 钅波 钅黑 钅麦 Uun Uuu Uub
114 116 118
镧系 锕系
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69Tm 70 Yb 71 Lu
粒子性 h 波动性 方程式的解
de Broglie关系式。
1926年，Schrodinger E推导出了在力
场作用下微观粒子运动的波动方程。
电子运动状态的量子力学概念
薛定谔（Schrodinger)方程式
2ψ x2
+
2ψ y2
+
2ψ z2
+8πh2m (E－V) ψ =0
x, y, z－电子在空间的坐标
m－电子质量 E－电子总能量 V－电子势能 ψ －电子波函数
辐射能量ε的吸收和放出都不是连续的，
ε只能是最小能量单位ε0（量子quantum） 的整数倍。
ν 辐射频率
ε = nε0 = nhν
h 普朗克常数 n 量子数
●微观世界一个重要特征就是能量量子化
（不连续）。
●玻尔认为能量量子化可用来解决原子世
界的结构问题, 建立了定态原子模型。
电子运动状态的量子力学概念
电子运动状态的量子力学概念
一 、原子结构的认识史
1、古原子说
希腊词“原子”— “ato2m、o近s”代原子学说
——不可分割
质量守恒定律，定组成定律，倍 比定律
原子不可再分。
电子运动状态的量子力学概念
3、枣糕模型:
1906年诺贝尔 物理学奖
-
阴极
O
K
狭缝 +
4、Rutherford E有核原子模型
证实了de Broglie 假设
电子运动状态的量子
波峰 + 波峰 = 明纹 波峰 + 波谷 = 暗纹
■电子波是概率波 明纹 波强度大 暗纹 波强度小
电子出现概率大 电子出现概率小
电子运动状态的量子力学概念
三、海森堡（W.Heisenberg）测不准原理
宏观物体
4 19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
钾钙 钪钛 钒 铬锰铁钴镍 铜 锌镓锗砷硒 溴氪
5 37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe
=110-9m
x比原子半径大10倍，无精确的位置。
例 8-3 子弹（质量为0.01kg，速度1000m·s-1)、尘 埃（质量为10-9kg，速度10m·s-1)、作布朗运 动的花粉（质量为10-13kg，速度1m·s-1)。若
速度误差为±1%，判断在确定这些质点位
置时，测不准原理是否有实际意义？
玻尔理论---定态原子模型:
1、量子化条件（定态假设）
核外电子只能在量子化轨道（不连续 的能量状态）上运动。电子在这些轨道 上运动时，不辐射也不吸收能量。这种 状态叫定态 (stationary state)。
在一定轨道上运动的电子具有一定的 能量E, 能量具有确定值，不能处于两个 相邻轨道之间。
电子运动状态的量子力学概念
-粒子散射实验： -粒子：He+
Rutherford E “有核”原子模型： ◆ 原子核好比是太阳，电子好比是绕 太阳运动的行星，绕核高速运动。
电子运动状态的量子力学概念
核外电子有怎样的状态呢？
◆该模型与经典的电磁学发生矛盾: 绕核电子应不停地连续辐射能量, 结果: (1)应得到连续光谱; (2)原子毁灭。 事实: (1)原子没有毁灭; (2)原子光谱也不是连续光谱而是
镧铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽镝 钬 铒 铥 镱镥
89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101Md 102No 103 Lr
锕 钍 镤 铀镎 钚 镅 锔 锫 锎 锿 镄 钔 锘 铹
第一节
电子运动状态的 量子力学概念
电子运动状态的量子力学概念
综上所述：原子光谱是原子内电 子能量变化的一种反映。既然氢原子 内电子的能量变化是不连续的，即能 量变化是“量子化”的。
所以氢原子光谱是不连续的 线状光谱。
电子运动状态的量子力学概念
玻尔理论---定态原子模型:
2、频率条件（跃迁假设）
跃迁： 电子的能量由一个能级改变到另一个能级。
结论：微观粒子的运动规律需用量子力学处理，
核外电子的运动必须用量子力学来描述。
电子运动状态的量子力学概念
二、微观粒子的波粒二象性
德布罗意（L.de. Brogle ）关系式
= ─ph = ─mh-v
粒子性物理量
波动性物理量
（p, m, v)
（ )
Planck常数 = 6.626×10-34 J·s
⊿E=E2-E1=hν（频率条件） (8.2) c=λ ν
按式算出的波长和实验值一致。 -----玻尔理论成功之处!
电子运动状态的量子力学概念
小结:玻尔理论
◆成功之处：运用量子化观点成功的解释 了氢原子或类氢离子（He＋ 、 Li 2＋等单电 子离子）的不连续光谱（线状光谱）。
◆不足之处：量子化假设时未能完全摆脱 经典力学的束缚，无法解释多电子原子光 谱。
(8.1)
n为量子数（n=1,2,3···) 当 n=1，基态， E1= -2.18×10-18 J 当n≥2，激发态， E2···
电子运动状态的量子力学概念
氢原子核外电子能量公式
En=-2.18×10-18／n2（J）
氢原子基态的能量为 -2.18×10-18 J 电子离核无穷远时，会完全脱离原子核 电场的引力，电子的能量则增大到零。 氢原子的电离能（吸收)为 2.18×10-18 J
解： 1. 子弹（质量为0.01kg，速度1000m·s-1)
解：v = 1000m·s-1 0.01 = 10m·s-1
△x≥h/(4mv) =
6.626 10-34kg·m2·s-1 4 0.01kg10m·s-1
=5.2710-34m
2.尘埃（质量为10-9kg，速度10m·s-1)
解：v = 10m·s-1 0.01 =0. 1m·s-1
IA
1
1H
氢
IIA
2 He
IIIA IVA VA VIA VIIA 氦
2
3 Li
锂
4 Be
铍
5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
硼 碳 氮氧 氟 氖
3
11 Na
钠
12 Mg
镁
IIIB
IVB
VB
VIB VIIB
VIII
13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar
IB IIB 铝 硅 磷 硫 氯 氩
原子中核外电子要受到原子核和其它电 子的作用， 核外电子的运动就不适用于 de Broglie关系式。
电子运动状态的量子力学概念
四、薛定锷（Schr·odinger)方程 电子运动的·波动方程
de Broglie关系式仅适用于无作用力下微 观粒子的运动。
原子中核外电子要受到原子核和其它电
子的作用， 核外电子的运动就不适用于
第八章 原子结构和元素周期律
atomic structure and periodic law of elements
原子 化学键
分子 堆积 物质
晶体
原子核 核外电子 ■物质的化学变化一般只涉及核外电子
运动状态的改变
■原子结构主要是 研究核外电子运动的状态及其排布规律
本章主要内容包括：
●电子运动状态的量子力学概念 ●氢原子的波函数 ●多电子原子的原子结构 ●原子的电子组态与元素周期表
铷 锶 钇 锆铌 钼 锝 钌 铑钯银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙
6 55 Cs 56 Ba 57-71 72 Hf 73 Ta 74 W 75Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn
铯 钡 La-Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡
电子运动速度的误差为10%，判断电子的波
动性对荧光屏上成像有无影响？
解：
△x≥h/(4mv) =
6.626 10-34kg·m2·s-1
4 9.110-31kg106m·s-1
=5.810-11m 很小可忽略
原子核外电子运动的特征
●波粒二象性 ●统计性 ●能量量子化
de Broglie关系式仅适用于无作用力下微 观粒子的运动。
电子由一定态跃迁到另一定态时要吸 收或放出能量。
基态(n1) 激发态(n2)
吸收能量
+