原子的结构和电子构型ppt课件
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人教版教材《原子结构》优秀课件1
催化剂可降低活化能，能增大活化分子百分数，增大反应速率，故⑥正确； ⑥实验室配制氯化铁溶液时，可以先将氯化铁溶解在盐酸中，再配制到所需要的浓度
值越大，能级越高。 D．羧基、酚羟基可以与金属钠反应；羧基、酚羟基可以与NaOH发生反应；NaHCO3只能与羧基发生反应。1 mol该物质最多消耗Na
、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为2:2:1，D正确。
3d54S1 d区
3S1
S区
3d104S1 ds区
根据某离子的外层电子分布式，指出元素所处区
＋1价 3S23P6
S区
＋2价 3S23P63d5 d区
例4：某元素为金属，最高氧化数为+6，原子半径 是同族中最小的。请写出：
(1) 原子的电子分布式。 (2) 原子的外层电子分布式。 (3) +3 价离子的外层电子分布式。 (4) 该元素所在的周期、族、区、元素名称。
注意对于过渡金属离子： 如 Fe2+：3d6 ( ╳ ) 应该将电子层写完整：3s23p63d6
（4）例外：并不是所有的核外电子排布都满 足以上规则。根据光谱实验的结果，发现 Ru,Nb,Rh,Pd,W,Pt及镧系和锕系的一些元 素的核外电子排布并不符合以上规则。
如：
41: 铌，Nb: 4d45s1 44：钌，Ru: 4d75s1 45: 铑，Rh: 4d85s1 74: 钨， W: 5d46s2 78: 铂， Pt: 5d96s1 注意：不需要掌握以上内容
D. KW/c(H＋)＝0.1 mol·L-1的溶液中：Ca2+、NH4+、CH3COO－、HCO3-
过渡元素：写出（n-1)d ns轨道的 5.下列有关实验装置或操作正确的是
【解析】
9．【解答】解：无色时可排除 Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4﹣等有色离子的存在，
值越大，能级越高。 D．羧基、酚羟基可以与金属钠反应；羧基、酚羟基可以与NaOH发生反应；NaHCO3只能与羧基发生反应。1 mol该物质最多消耗Na
、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为2:2:1，D正确。
3d54S1 d区
3S1
S区
3d104S1 ds区
根据某离子的外层电子分布式，指出元素所处区
＋1价 3S23P6
S区
＋2价 3S23P63d5 d区
例4：某元素为金属，最高氧化数为+6，原子半径 是同族中最小的。请写出：
(1) 原子的电子分布式。 (2) 原子的外层电子分布式。 (3) +3 价离子的外层电子分布式。 (4) 该元素所在的周期、族、区、元素名称。
注意对于过渡金属离子： 如 Fe2+：3d6 ( ╳ ) 应该将电子层写完整：3s23p63d6
（4）例外：并不是所有的核外电子排布都满 足以上规则。根据光谱实验的结果，发现 Ru,Nb,Rh,Pd,W,Pt及镧系和锕系的一些元 素的核外电子排布并不符合以上规则。
如：
41: 铌，Nb: 4d45s1 44：钌，Ru: 4d75s1 45: 铑，Rh: 4d85s1 74: 钨， W: 5d46s2 78: 铂， Pt: 5d96s1 注意：不需要掌握以上内容
D. KW/c(H＋)＝0.1 mol·L-1的溶液中：Ca2+、NH4+、CH3COO－、HCO3-
过渡元素：写出（n-1)d ns轨道的 5.下列有关实验装置或操作正确的是
【解析】
9．【解答】解：无色时可排除 Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4﹣等有色离子的存在，
原子的结构和电子构型
原子的结构和电子构型原子是构成物质的最基本单位，它由质子、中子和电子组成。
质子和中子位于原子的核心，称为原子核，而电子则围绕着原子核旋转。
原子核是原子的中心，由质子和中子组成。
质子带正电荷，质子数决定了元素的原子序数。
中子不带电荷，其数量会影响原子的质量。
电子壳是电子的运动区域，分为n个主量子能级（n=1,2,3...）。
第一主量子能级（K壳）离原子核最近，第二主量子能级（L壳）紧随其后，以此类推。
每个主量子能级可以容纳不同数量的电子。
电子轨道是电子在主量子能级中的运动路径。
每个主量子能级可以含有不同数量的电子轨道，分别以s、p、d和f来表示。
s轨道是最简单的电子轨道，每个s轨道可以容纳最多2个电子。
s轨道有一个球形的分布，出现在所有主量子能级上。
p轨道比s轨道复杂一些，每个p轨道可以容纳最多6个电子。
p轨道有三个不同的方向（xyz轴），分别以px、py、pz表示。
d轨道相对更复杂，每个d轨道可以容纳最多10个电子。
d轨道有五个不同的方向，分别以dxy、dyz、dzx、dx2-y2和dz2表示。
f轨道更加复杂，每个f轨道可以容纳最多14个电子。
f轨道有七个不同的方向，分别以fxyz、fx2-y2、fyz2、fzx2、fz3和fx3-y2表示。
当电子填充到原子中时，要遵循一定的顺序。
这一顺序可以通过洪特规则和泡利不相容原理来确定。
洪特规则指出，当电子填充到电子轨道中时，首先填充最低能级的轨道。
泡利不相容原理指出，每个电子轨道上的电子应具有相反的自旋方向。
根据这些规则，我们可以确定原子的电子构型。
以氧（O）原子为例，氧原子有8个电子，因此电子构型为1s22s22p4、这意味着氧原子的电子首先填充到1s轨道中，然后填充到2s轨道中，最后填充到2p轨道中。
电子构型对于理解原子性质和化学反应非常重要。
它可以帮助我们预测原子的化学行为和物理性质，以及解释元素周期表的排列。
《结构化学》课件
《结构化学》ppt课件
contents
目录
• 结构化学简介 • 原子结构与性质 • 分子的电子结构与性质 • 晶体结构与性质 • 结构化学实验结构化学的定义
总结词
结构化学是一门研究物质结构与 性质之间关系的科学。
详细描述
结构化学主要研究原子的排列方 式、电子分布和分子间的相互作 用，以揭示物质的基本性质和行 为。
晶体的电导率、热导率等性质取决于其内 部结构，不同晶体在这些方面表现出不同 的特性。
晶体的力学性质
晶体材料的应用
晶体的硬度、韧性等力学性质与其内部原 子排列密切相关，这些性质决定了晶体在 不同工程领域的应用价值。
晶体材料广泛应用于电子、光学、激光、 半导体等领域，如单晶硅、宝石等。了解 晶体的性质是实现这些应用的关键。
分子的选择性
分子的选择性是指分子在化学反应中对反应物的选择性和对产物的选择性。选择性强的分 子可以在特定条件下优先与某些反应物发生反应，产生特定的产物。
04
晶体结构与性质
晶体结构的基础知识
晶体定义与分类
晶体是由原子、分子或离子在空 间按一定规律重复排列形成的固 体物质。根据晶体内部原子、分 子或离子的排列方式，晶体可分 为七大晶系和14种空间点阵。
电子显微镜技术
• 总结词：分辨率和应用 • 电子显微镜技术是一种利用电子显微镜来观察样品的技术。相比光学显微镜，
电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，因此可以观察更细微的结构 和组分。 • 电子显微镜技术的分辨率一般在0.1~0.2nm左右，远高于光学显微镜的分辨 率（约200nm）。因此，电子显微镜可以观察到更小的晶体结构、病毒、蛋 白质等细微结构。 • 电子显微镜技术的应用范围很广，例如在生物学领域中，可以用于观察细胞、 病毒、蛋白质等生物样品的结构和形态；在环境科学领域中，可以用于观察污 染物的分布和形态；在材料科学领域中，可以用于观察金属、陶瓷、高分子等 材料的表面和断口形貌等。
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目录
• 结构化学简介 • 原子结构与性质 • 分子的电子结构与性质 • 晶体结构与性质 • 结构化学实验结构化学的定义
总结词
结构化学是一门研究物质结构与 性质之间关系的科学。
详细描述
结构化学主要研究原子的排列方 式、电子分布和分子间的相互作 用，以揭示物质的基本性质和行 为。
晶体的电导率、热导率等性质取决于其内 部结构，不同晶体在这些方面表现出不同 的特性。
晶体的力学性质
晶体材料的应用
晶体的硬度、韧性等力学性质与其内部原 子排列密切相关，这些性质决定了晶体在 不同工程领域的应用价值。
晶体材料广泛应用于电子、光学、激光、 半导体等领域，如单晶硅、宝石等。了解 晶体的性质是实现这些应用的关键。
分子的选择性
分子的选择性是指分子在化学反应中对反应物的选择性和对产物的选择性。选择性强的分 子可以在特定条件下优先与某些反应物发生反应，产生特定的产物。
04
晶体结构与性质
晶体结构的基础知识
晶体定义与分类
晶体是由原子、分子或离子在空 间按一定规律重复排列形成的固 体物质。根据晶体内部原子、分 子或离子的排列方式，晶体可分 为七大晶系和14种空间点阵。
电子显微镜技术
• 总结词：分辨率和应用 • 电子显微镜技术是一种利用电子显微镜来观察样品的技术。相比光学显微镜，
电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，因此可以观察更细微的结构 和组分。 • 电子显微镜技术的分辨率一般在0.1~0.2nm左右，远高于光学显微镜的分辨 率（约200nm）。因此，电子显微镜可以观察到更小的晶体结构、病毒、蛋 白质等细微结构。 • 电子显微镜技术的应用范围很广，例如在生物学领域中，可以用于观察细胞、 病毒、蛋白质等生物样品的结构和形态；在环境科学领域中，可以用于观察污 染物的分布和形态；在材料科学领域中，可以用于观察金属、陶瓷、高分子等 材料的表面和断口形貌等。
第八章 原子结构(2)
电负性( P)变化
主 族 元 素
元素的原子半径变化趋势
第四周期元素 r/pm 第五周期元素
Sc 161 Y
Ti 145 Zr
V 132 Nb
Cr 125 Mo
r/pm 第六周期元素 r/pm
181 Lu 173
160 Hf 159
143 Ta 143
146 W 137
镧系元素从左到右，原子半径减小幅 度更小，这是由于新增加的电子填入外数 第三层上，对外层电子的屏蔽效应更大， 外层电子所受到的 Z* 增加的影响更小。镧 系元素从镧到镱整个系列的原子半径减小 不明显的现象称为镧系收缩。
同一周期：
短周期：从左到右，Z*显著增加。 长周期：从左到右，前半部分有Z*增加 不多，后半部分显著增加。 同一族：从上到下，Z*增加，但不显著。
2. 原子半径
在同一周期中，从左到右减小 主 由于核电荷的增加，核外电子受核的引 族 力增大，原子半径减小。 元 素 在同一族中，从上到下增加 由于主量子数 n 的增加，原子半径一般增 加。 过渡元素：从左到右r 缓慢减小； 从上到下r略有增大。
Z=56，Ba： [Xe] 6s2 。
四个量子数小结：
原子中每个电子的运动状态可以用n，l，m， ms四个量子数来描述：主量子数n决定电子层 数和主要电子的能量；角量子数l决定原子轨道
的形状，同时也影响电子的能量；磁量子数m
决定原子轨道在空间的伸展方向；自旋量子数
ms决定电子自旋的方向。四个量子数确定后，
3. 电离能
第一电离能——处于基态的1mol气态原子失去 1mol电子成为气态一价正离子所需的能量，称 为该元素的第一电离能。 同一周期中 自左至右，第一电离能一般增加，但有一 些波动。当电子结构为全充满或半充满时， 其第一电离能相应较大。 同一族中 主族，自上而下第一电离能依次减小。
原子的结构完整版PPT课件
工业领域应用
放射性同位素可用于材料 检测、无损探伤、辐射加 工等。
其他领域应用
放射性同位素还可用于科 学研究、环境保护、农业 生产等领域。
放射性同位素对环境影响及安全防护措施
对环境影响
放射性同位素衰变产生的射线会对环境和生物体造成危害，如污 染空气、水源和土壤等。
安全防护措施
为了保障人类和环境安全，需要采取一系列安全防护措施，如合 理选址、屏蔽防护、废物处理等。
放射性同位素概念及来源
放射性同位素定义
01
具有相同原子序数但质量数不同的同位素，能自发地放出射线
并转变为另一种元素。
放射性同位素来源
02
天然放射性元素和人工合成放射性元素。
放射性同位素衰变类型
03
α衰变、β衰变和γ衰变。
放射性同位素在医学、工业等领域应用
医学领域应用
放射性同位素可用于诊断 和治疗疾病，如放射性碘 治疗甲状腺疾病、PET扫 描等。
过渡元素位于周期表中间部分， 包括3~12列的元素。它们具有 多种氧化态和丰富的化学性质， 是构成众多合金和催化剂的重要
成分。
稀有气体元素
稀有气体元素位于周期表的最右 侧，它们具有稳定的8电子构型 （氦为2电子构型），化学性质 极不活泼，一般不易与其他物质
发生化学反应。
04
化学键与分子间作用 力
化学键类型及特点
分子间作用力影响物质的物理性质
分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、密度、硬度等物理性质。一般来说，分子间作用力越强，物质的熔点 、沸点越高，密度越大，硬度也越大。例如，氢键的存在使得水的熔沸点异常高，范德华力则主要影响由分子构 成的物质的物理性质。
05
原子光谱与能级跃迁
第四章原子结构简介
18
【例如】n＝3， l＝0，1，2 l 可以有三个取值。也就是说，第三电子层有
三个亚层，分别是：3s、3p、3d。 同一层中（n相同），l 越大，则轨道的能量越高。
E3s E3p E3d
另外，l 不同的原子轨道，形状不一样。
08:28
19
角量子数与电子亚层、轨道形状的对应关系
角量子数 亚层符号 轨道形状
鲍林原子轨道能级图★
08:28
29
08:28
30
E4s E4p E4d E4f
08:28
31
08:28
32
从鲍林近似能级图可以看出，各轨道能级次序如下：
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f< 5d<6p<7s<5f<6d<7p
08:28
能量相同的轨道称为简并轨道（或等价轨道）， 如：3px、3py、3pz 互相称为等价轨道。
08:28
23
l＝2，m＝-2，-1，0，+1，+2 五个取值，说明d 轨道在空间有5个不同取向 的原子轨道：
dz2 、dxy 、dxz 、dx2 y2 、d yz
08:28
24
根据n、l、m三个量子数的取值范围，可以 确定每个电子层中原子轨道的数目。
理奖 量子概念是1900年普朗克首先提出的，到今天已经一百多年 了。期间，经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森柏、薛定谔、 狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力，到20世纪30 年代,初步建立了一套完整的量子力学理论
08:28
4
§4-1 氢原子光谱和玻尔理论
高考一轮复习化学课件原子结构核外电子排布规律
电子云概念及形状
电子云概念
电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其运动规律跟 一般物体不同，没有确定的运动轨道，只能用电子云来描 述。
电子云形状
s电子云是球形对称的，在核外半径方向呈现球对称分布 ；p电子云是纺锤形，并不是电子运动轨迹，而是表示电 子出现的几率大小；d电子云是花瓣形。
电子云伸展方向
领域。
02
核外电子排布原理
能量最低原理与电子排布顺序
01
能量最低原理
电子在原子核外排布时，总是尽可能排布在能量最低的电子层里。
02
电子排布顺序
即电子层顺序，遵循1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、
5p、6s、4f…的顺序。
03
电子层与能级
电子层可用n（n=1、2、3…）表示，n值越小，电子层离核越近，能量
非金属元素
非金属元素的原子最外层电子数一般较多，容易得到电子形成阴离子，或与其 他非金属元素共用电子形成共价键。其核外电子排布通常具有较少的电子层， 且最外层电子数接近或达到稳定构型。
过渡元素核外电子排布特征
过渡元素
过渡元素是指元素周期表中d区的一系列金属元素，其核外电 子排布特点是具有未填满的d电子层。这些元素的原子最外层 通常只有1-2个电子，而次外层（即d层）电子数则依次增加 。
高考一轮复习化学课
件原子结构核外电子
排布规律 汇报人：XX
20XX-02-04
• 原子结构基本概念 • 核外电子排布原理 • 原子核外电子排布规律 • 典型元素核外电子排布分析 • 化学键与分子结构基础 • 高考一轮复习策略与技巧
目录
01
原子结构基本概念
原子组成与性质
01
原子结构
m v r =n(h/2π), n =1,2,3,4………
电子在确定的轨道上，能量状态确定，称为定态。
En = -B /n2 , B = 2.18×10-18J
n = 1时轨道能量最低，称为基态，n=2, 3, 4….的状态称为激发态。 轨道跃迁假设
ΔE = En2-En1 = B(1/n12 –1/n22) = hν
25
1s 2s
z
3s
z
z
x
x
y
2pz
2px
2py
y
z
z
z
y
x
x
y
x
x
3dxy
3dxz
3dyz
3dz2
3dx2-y2
26
核外电子几率分布和径向分布
D = |ψ2| dV
电子出现几率
该函数存在极值现象。
27
核外电子出现几率的径向分布图
D
1) n-l 个极值；
0.5
2) n 相同，l越小，小峰、离核越近，
12
Lyman Balmer Paschen
紫外 可见 红外 光区 光区 光区
13
玻尔理论的意义和局限性
成功解释了原子的稳定性氢原子光谱。 不能解释多电子原子光谱，不能解释光谱在磁场中的分裂。
还没有认识到波粒二象性是微观粒子的运 动的普遍特征。
14
9.2 单电子原子的波函数
薛定谔方程
2ψ +
x2
自旋量子数ms
与电子自旋状态相关的参数。取值为±（1/2），以↑和↓表示。
23
单电子原子中电子的可能运动状态与四个量 子数之间的关系
nl 10
0 2
1
电子在确定的轨道上，能量状态确定，称为定态。
En = -B /n2 , B = 2.18×10-18J
n = 1时轨道能量最低，称为基态，n=2, 3, 4….的状态称为激发态。 轨道跃迁假设
ΔE = En2-En1 = B(1/n12 –1/n22) = hν
25
1s 2s
z
3s
z
z
x
x
y
2pz
2px
2py
y
z
z
z
y
x
x
y
x
x
3dxy
3dxz
3dyz
3dz2
3dx2-y2
26
核外电子几率分布和径向分布
D = |ψ2| dV
电子出现几率
该函数存在极值现象。
27
核外电子出现几率的径向分布图
D
1) n-l 个极值；
0.5
2) n 相同，l越小，小峰、离核越近，
12
Lyman Balmer Paschen
紫外 可见 红外 光区 光区 光区
13
玻尔理论的意义和局限性
成功解释了原子的稳定性氢原子光谱。 不能解释多电子原子光谱，不能解释光谱在磁场中的分裂。
还没有认识到波粒二象性是微观粒子的运 动的普遍特征。
14
9.2 单电子原子的波函数
薛定谔方程
2ψ +
x2
自旋量子数ms
与电子自旋状态相关的参数。取值为±（1/2），以↑和↓表示。
23
单电子原子中电子的可能运动状态与四个量 子数之间的关系
nl 10
0 2
1
无机化学 原子结构
为光的波粒二象性(wave-particle dualism）
1927年，德布罗依的假设为戴维逊(Davisson C J) 和盖革(Geiger H)的电子衍射实验所证实。
电子衍射图
1.1.3 微观粒子波粒二象性的特点
问题： 1. 是否波长越长，波动性越大？
2. 实物微粒波动性与光波动性的区别是什么？ 或者是实物微粒波动性的特点是什么？
(3) 磁量子数(m)
m可取0，1，2，3，… l ，共2l +1个值。 m值反映了电子云(或原子轨道)在空间的伸展方向
同一亚层内的原子轨道其能量是相同的，称等价轨道或 简并轨道。但在磁场作用下，能量会有微小的差异，因而其 线状光谱在磁场中会发生分裂。
当一组合理的量子数n、l、m确定后，电子运动的波函 数 也随之确定，该电子的能量、核外的概率分布也确定了。
鲍林近似能级图： Pauling根据光谱 实验数据及理论 计算结果，把原 子轨道能级按从 低到高分为几个 能级组。
各能级的能量次序为：
轨道能量排序与n和l的关系：
1. l相同，n不同时 2. n相同，l不同时 3. n不同，l不同时------能级交错现象
当角量子数l相同时，原子轨道的能量随着主量子数n值增大而升高： 1s < 2s < 3s
原子核外电子排布三原则：
Hund 规则： 当电子在等价轨道（能量相同轨道）上分布时，将尽
可能分占等价轨道，且自旋相同。
半满和全满规则： 等价轨道中电子处于全空（s0,p0,d0,f0）、半空(p3,d5,f7)
或全满状态(p6,d10,f14)时能量较低.
泡利不相容原理里不是说每个轨道里得 电子自旋方向相反么？那洪特规则里怎 么写在等价轨道上电子自旋方向相同呢
1927年，德布罗依的假设为戴维逊(Davisson C J) 和盖革(Geiger H)的电子衍射实验所证实。
电子衍射图
1.1.3 微观粒子波粒二象性的特点
问题： 1. 是否波长越长，波动性越大？
2. 实物微粒波动性与光波动性的区别是什么？ 或者是实物微粒波动性的特点是什么？
(3) 磁量子数(m)
m可取0，1，2，3，… l ，共2l +1个值。 m值反映了电子云(或原子轨道)在空间的伸展方向
同一亚层内的原子轨道其能量是相同的，称等价轨道或 简并轨道。但在磁场作用下，能量会有微小的差异，因而其 线状光谱在磁场中会发生分裂。
当一组合理的量子数n、l、m确定后，电子运动的波函 数 也随之确定，该电子的能量、核外的概率分布也确定了。
鲍林近似能级图： Pauling根据光谱 实验数据及理论 计算结果，把原 子轨道能级按从 低到高分为几个 能级组。
各能级的能量次序为：
轨道能量排序与n和l的关系：
1. l相同，n不同时 2. n相同，l不同时 3. n不同，l不同时------能级交错现象
当角量子数l相同时，原子轨道的能量随着主量子数n值增大而升高： 1s < 2s < 3s
原子核外电子排布三原则：
Hund 规则： 当电子在等价轨道（能量相同轨道）上分布时，将尽
可能分占等价轨道，且自旋相同。
半满和全满规则： 等价轨道中电子处于全空（s0,p0,d0,f0）、半空(p3,d5,f7)
或全满状态(p6,d10,f14)时能量较低.
泡利不相容原理里不是说每个轨道里得 电子自旋方向相反么？那洪特规则里怎 么写在等价轨道上电子自旋方向相同呢
原子的结构和电子构型(共7张PPT)
原子的结构和电子构型
原子的结构
原子示意图：密集的、带正电荷的原子核包含了原子的大部分质量， 它被带负电荷的电子包围
电子在原子中如何分布？
原子核外的电子是分层排布的，每一层都可 以叫做能层，可以分为这7个能层，每个能层 最多能排2n2个电子，每个能层又可以为多个能级。
能级的划分是因为电子能量不同，一般说，电 子先排在能量较低的轨道，再排能量高的轨道
原子核外电子排布规律
规则1：能量最低原理
按1s→2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d顺序，先填充能量最
低的轨道。
规则2：泡利不相容原理
一个轨道最多仅能填充两个电子，且必须自旋相反
规则3：洪特规则
在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的 能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行 地多占不同的轨道。
电子在原子中处于不同的能层
电子在原子中如何分布？
电ns子能在级原的子各中有处1个于轨不道同,呈的球能形层 一 每个轨圆道 圈最 表多 示仅 一能 个填 能充 级两，个 每电 一子 行， 对且 应必 一须 个自 能旋 层相 ，反 各圆圈连接线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序 规在则能2量：相泡等利的不轨相道容上原，理自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。 n原p子能核级外的的各电有子3个是轨分道层，排呈布哑的铃，形每，一3层个都轨可道以相叫互做垂能直层，可以分为这7个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每个能层又可以为多个能级。 按规1则s2→：2泡s →利不2p相→容3原s 理→ 3p → 4s → 3d顺序，先填充能量最低的轨道。 规电则子2在：原泡子利中不处相于容不原同理的能层 n每p个能圆级圈的表各示有一3个个轨能道级，，呈每哑一铃行形对，应3一个个轨能道层相，互各垂圆直圈连接线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序 n一p个能轨级道的最各多有仅3个能轨填道充，两呈个哑电铃子形，，且3必个须轨自道旋相相互反垂直 每ns个能圆级圈的表各示有一1个个轨能道级,呈，球每形一行对应一个能层，各圆圈连接线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序 电在子能在 量原相子等中的如轨何道分上布，？自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。 电 按子1s在→原2s子→中2处p 于→不3s同→的3能p层→ 4s → 3d顺序，先填充能量最低的轨道。 每np个能圆级圈的表各示有一3个个轨能道级，，呈每哑一铃行形对，应3一个个轨能道层相，互各垂圆直圈连接线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序 原电子示 在意原图子：中密处集于的不、同带的正能电层荷的原子核包含了原子的大部分质量，它被带负电荷的电子包围 电原子在 核原外子的中电处子于是不分同层的排能布层的，每一层都可以叫做能层，可以分为这7个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每个能层又可以为多个能级。 原电子核 在外原的子电中子如是何分层布排？布的，每一层都可以叫做能层，可以分为这7个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每个能层又可以为多个能级。
原子结构3
考虑屏蔽效应时电子能量的计算公式:
13 .6 Z ∗ 2 13 .6 ( Z − σ ) 2 E=− =− eV 2 2 n n
解氢原子薛定谔方程所得的结果都可用于多电子 原子体系，只需把相应的z改成有效核电荷z* 即可。 如何近似 近似计算屏蔽常数σ的值？ 近似
斯莱特（Slater）规则 莱斯特规则是一个很粗略的经验规则。对n≤4 n 的轨道准确性稍好，而对n>4的轨道误差很大。
屏蔽效应
氢原子核电荷数Z＝1，核外只有一个电子，只存在核 与电子间的作用力，电子能量只与n有关。
13.6 Z 2 E=− eV 2 n
在多电子原子中，一个电子除受原子核的引力外，还 受其他电子的斥力。 如Li（Z=3），对于第2层（2s）的一个电子，除受核的 引力外，还受第1层（1s）上的两个电子的排斥作用。 如何处理内层电子对外层电子的排斥作用？ 如何处理内层电子对外层电子的排斥作用？ 中心力场模型
正是由于钻穿效应s>p>d>f，才使得n相同的各轨道能级次 序为ns<np<nd<nf n和l都不相同时的能量交错现象（E4s<E3d）也可以用钻穿 效应解释。虽然4s电子的最大概率峰比3d远得多，但4s电子 的内层的小概率峰离核较近，对降低能量起很大作用。
对多电子原子而言，屏蔽和穿透两种作用的 总效果都反映在z*值上。 如果穿透效应大，电子云深入内层，内层电 子对它的屏蔽效应就变小，即σ值变小，z*值变 大，能量降低。
斯莱特（ 斯莱特（Slater）规则 ）
将原子中的电子分组： (1s) (2s,2p) (3s,3p) (3d) (4s,4p) (4d) (4f) (5s,5p)…余类推。 外层电子对内层电子无屏蔽。 外层电子对内层电子无屏蔽。位于被屏蔽电子右边的各 组电子，对被屏蔽电子无屏蔽作用。即σ=0 组内电子间也有屏蔽。1s电子间σ=0.30,其余各组组内 组内电子间也有屏蔽。 电子间σ=0.35。 被屏蔽电子为ns或np时，(n-1)层的电子对它的σ=0.85, (n-2)及更低层电子的σ=1.00。 被屏蔽电子为nd或nf时，位于它左边的各组电子对它的 σ=1.00。
7.2原子电子层结构和元素周期系
2.多电子原子的核外电子排布 1) Pauli不相容原理 2) 能量最低原理 3)Hund规则
1) Pauli不相容原理 (W.Pauli’s Exclusion Principle)
“同一原子中，不可能有2个电子的运动状态 完全相同”。
或说：“同一原子中，不可能有4个量子数完 全相同的2个电子同时存在”。
npx, npy,npz
3
nd(n≥3, l=2)
ndxy, ndxz,ndyz , ndx2-y2 , ndz2
5
nf (n≥4, l=3) nfz3, nfxz2,nfyz2 , nfxyz , nfz(x2-y2), , nfx2-yz2 nfyz2-x2 7
能级组：（n+0.7l）整数位相同的若干原子轨道， 组成同一个能级组(能量组)。
鲍林近似能级图
P 6s O 5s N 4s M 3s L 2s K
1s 1s
6p
5d
4f
5d 4f 6s
4d
5p 4d
5s
3d
4p 3d
4s
3p 3s
方框中的几种轨道能量相近，
2p 称为一个能级组
2s n 和l 都相同时，原子轨道
能量相等，称为等价轨道。
鲍林能级图严格意义上只能叫“顺序图”,顺 序是指轨道被填充的顺序或电子填入轨道的顺序. 换一种说法，填充顺序并不总是能代表原子中电 子的实际能级！
Z* = Z - （６．４） （ ：屏蔽常数， ，屏蔽作用 ）
1.有效核电荷 Z*
屏蔽常数的计算J.C.Slater规则：
1) 分组：按n小→大顺序，把原子轨道分组：n相同时， (ns,np)同组，而nd和nf 随后各成1组:
画出部分金属元素的原子结构示意图课件
02
例如：钠原子的电子排布为1s^2 2s^2 2p^6 3s^1。
金属元素原子的电子构型
s区元素
包括碱金属和碱土金属，其价电子构 型为ns^1或ns^2。
p区元素
包括过渡金属和部分稀有气体元素， 其价电子构型为(n-2)f^1-14 ns^1-2 或(n-2)f^1-14 nd^1-9。
03 原子结构示意图的绘制方 法
铜（Cu）的原子结构示意图
总结词
铜是一种具有导电性的过渡金属，其原子结构示意图为三层电子排布，最外层有1个电子。
详细描述
铜的原子序数为29，原子核外有3个电子层，最外层有1个电子。这些电子的排布同样遵循泡利不相容原理和洪特 规则。铜的原子结构示意图可以表示为：K:2, L:8, M:18, N:1。
画出部分金属元素的原子结构示意 图课件
contents
目录
• 原子结构概述 • 金属元素的原子结构 • 原子结构示意图的绘制方法 • 金属元素原子结构示意图实例 • 原子结构示意图的应用
01 原子结构概述
原子的基本组成
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 和中子组成。
核外电子围绕原子核运动，其数 量与质子数相等，决定了元素的
05 原子结构示意图的应用
在化学领域的应用
帮助理解化学反应机理
原子结构示意图能清晰地展示原子的 电子排布，有助于理解化学键的形成 和断裂，从而深入理解化学反应的机 理。
预测化学性质
原子的电子排布决定了其化学性质， 通过原子结构示意图可以预测元素的 氧化态、还原性等化学性质。
在材料科学中的应用
指导材料合成
通过原子结构示意图可以预测材料的稳定性和性质，从而指导材料合成。
例如：钠原子的电子排布为1s^2 2s^2 2p^6 3s^1。
金属元素原子的电子构型
s区元素
包括碱金属和碱土金属，其价电子构 型为ns^1或ns^2。
p区元素
包括过渡金属和部分稀有气体元素， 其价电子构型为(n-2)f^1-14 ns^1-2 或(n-2)f^1-14 nd^1-9。
03 原子结构示意图的绘制方 法
铜（Cu）的原子结构示意图
总结词
铜是一种具有导电性的过渡金属，其原子结构示意图为三层电子排布，最外层有1个电子。
详细描述
铜的原子序数为29，原子核外有3个电子层，最外层有1个电子。这些电子的排布同样遵循泡利不相容原理和洪特 规则。铜的原子结构示意图可以表示为：K:2, L:8, M:18, N:1。
画出部分金属元素的原子结构示意 图课件
contents
目录
• 原子结构概述 • 金属元素的原子结构 • 原子结构示意图的绘制方法 • 金属元素原子结构示意图实例 • 原子结构示意图的应用
01 原子结构概述
原子的基本组成
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 和中子组成。
核外电子围绕原子核运动，其数 量与质子数相等，决定了元素的
05 原子结构示意图的应用
在化学领域的应用
帮助理解化学反应机理
原子结构示意图能清晰地展示原子的 电子排布，有助于理解化学键的形成 和断裂，从而深入理解化学反应的机 理。
预测化学性质
原子的电子排布决定了其化学性质， 通过原子结构示意图可以预测元素的 氧化态、还原性等化学性质。
在材料科学中的应用
指导材料合成
通过原子结构示意图可以预测材料的稳定性和性质，从而指导材料合成。
原子结构和分子结构
❖ 对于单电子原子，n是决定其电子能量的唯一因素
E
2.18 1018
Z2 n2
(J)
13.6
Z2 n2
(eV)
（二） 角量子数(l)
❖ l 决定原子轨道和电子云的形状 ❖ 在多电子原子中配合主量子数n一起决定电子的能量 ❖ 取值：l＝0、1、2、3……(n-1)，共可取 n 个值 ❖ 同一电子层中的电子可分为若干个能级(亚层)，l 决 定了同一电子层中不同亚层 ❖ n, l相同的原子轨道称为简并轨道或等价轨道
h h p m
三年后，假设由电子衍射实验证实。
电子衍射实验
a
单个电子穿过晶 体投射在屏幕上
b
c
多个电子穿过晶 体投射在屏幕上
电子衍射图
X射线衍射图
电子衍射图
如何理解电子衍射图
统计解释：用弱的电子流使电子一个个地通过晶 体光栅或者使某个电子反复通过晶体光栅而到达底 片，长时间后，也有相同的衍射图形。说明电子衍 射不是电子与电子之间相互作用的结果，而是电子 本身运动所具有的规律性，而且是和大量的电子的 统计性联系在一起的。所以电子波又称统计波或概 率波(几率波)。
1.质量守恒定律 1756年，罗蒙诺索夫
2.定组成定律 1779年，法国，普劳斯特：一种 纯净的化合物不论来源如何，各组分元素的质量都有 一定的比例。
3.倍比定律 1803年，英国 中学教师道尔顿发现：当甲、 乙两种元素互相化合生成两种 以上化合物时，则在这些化合 物中，与同一质量的甲元素化 合的乙元素的质量互成简单的 整数比。
讨论：
核外每个电子的运动状态对应于一套量子数 n, l, m, s
s
各电子层可容纳电子数为：2n2
例题：
原子结构和分子结构
Cl
Cl
120° C O H
图8-7 四氯甲烷分子和甲醛分子中的键角
4）键的极性和分子的极性 分子的极性与共价键的极性、分子的空间构型有关。 双原子分子中 : 极性键形成的分子是极性分子，非极性 键形成的分子是非极性分子 多原子分子中 : 化学键都是非极性的是非极性分子，化 学键是极性的，但化学键空间分布对称，分子的偶极矩 为零，分子是非极性的。
3.区
根据原子中最后1个电子填充的轨道（或亚层）不同，把周 期表中的元素划分为4个区。
表9—3 周期表中元素的分区
区
外电子层构型
s ns 1~2 p ns2np 1~6 d (n－1)d 1~10 ns 1~2 f (n－2)f 1~14 (n－1)d 0~1 ns
1~2
包含的族
ⅠA和ⅡA族 ⅢA和ⅦA族 ⅠB和ⅧB族 La系和Ac系
(2)
(3)
2s
2p
(4)
(5)
(7)
3s
3p
3d
1s＜2s ＜ 2p ＜ 3s ＜ 3p ＜ 4s ＜ 3d ＜ 4p ＜ 5s ＜ 4d ＜ 5p ＜ 6s ＜ 4f ＜ 5d ＜ 6p ＜ 7s ＜ 5f ＜ 6d ＜ 7p
(6)
(8)
(10)
(13)
4s
4p
4d
4f
(9)
(11)
(14)
(17)
2.共价键的类型
(1) 键:如果两个原子轨道都沿
着轨道对称轴的方向重叠， 键轴（原子核间的连线）与 轨道对称轴重合，或者说以 “头碰头”的方式发生原子 轨道重叠.
(2) 键:如果两个P轨道的对称轴
相平行，同时它们的节面又 互相重合，那么这两个P轨 道就可以从侧面互相重叠， 重叠部分对称于节面，这样 形成的共价键称为键。形象 地说，键是两个P轨道以 “肩并肩”的方式重叠而形 成的共价键。
第一节原子结构
2、洪特规则
• 基态多电子原子中同一能级的轨道能量相 等，称为简并轨道。基态多电子原子的电 子总是首先自旋平行地、单独地填入简并 轨道。
• 【例】C N O
3、能量最低原理 • 核外电子排布总是尽可能使整个原子能量
处于最低状态。
• K的核外电子排布：2 8 8 1 【原因】 能层能量→能级能量
3、电子的自旋
• 电子绕自己的轴自旋（像地球绕地轴旋转 一样）
• 自旋方向：只有2种自旋方向——顺时针方 向和逆时针方向
• 在轨道中用↑↓两个箭头来表示电子自旋方 向
【4个量子数】
• （1）主量子数n n可取的数为1，2， 3，4，5，6，7， 分别表示为K, L, M, N, O, P, Q 在同一原子内，具有相同主量子数的电子，
→基态正离子的电子组态符合(n+0.4l)的顺序
【钻穿效应、屏蔽效应】
• 屏蔽效应：由于内层的s 电子距核较近而 有效地减弱了核电荷对外层电子的相互作 用的现象。s电子对同层的d、f 轨道电子也 有屏蔽效应。
• 钻穿效应：s轨道电子云出现在较内层空间， 从而受到核电荷的有效吸引而降低能量的 现象。
l对应的原子轨道的形状
l =0 —— s能级——球形 l =1 ——p能级——双纺锤形 l =2 ——d能级——多纺锤形 l =3 ——f能级——…… l =4 ……
• l取值为0,1,2，……（n-1） 当n=1时， l =0……s能级 当n=2时， l =0,1……s能级，p能级 当n=3时， l =0,1,2……s，p，d能级
第一节 原子结构
一. 光谱、基态、激发态、跃迁
【微观解释】
• 基态：电子能量最低的状态 • 激发态：电子能量高于基态的状态
原子的结构和电子构型
原子的结构和电子构型原子是物质的基本单位，由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成。
质子带有正电荷，中子不带电荷。
电子带有负电荷，绕着原子核的轨道运动。
原子核的质量主要由质子和中子的质量决定，质子和中子的质量几乎相等。
质子的电荷为+1，中子没有电荷。
原子核的直径约为1/10,000分之1个原子直径。
电子的质量远小于质子和中子，电子的质量约为1/1836个质子质量。
电子的电荷为-1，质子和电子的电荷大小相等但异号。
电子围绕着原子核的轨道运动，根据量子力学理论，电子的位置不能确定，只能确定在一些轨道上的概率分布。
电子轨道是描述电子运动的数学函数，通常用主量子数（n）、角量子数（l）、磁量子数（m）和自旋量子数（s）来表示。
主量子数决定了电子的能级大小，角量子数决定了电子的轨道形状，磁量子数决定了电子在轨道上的位置，自旋量子数决定了电子的自旋方向。
电子的能级和轨道：根据量子力学理论，电子围绕着原子核的轨道可以分为不同的能级，能级越高，电子的能量越大。
第一个能级（n=1）最靠近原子核，能级数依次增加。
每个能级可以容纳的电子数由角量子数决定，第一个能级（n=1）只能容纳最多2个电子，第二个能级（n=2）最多容纳8个电子，以此类推。
每个能级又可以分为不同的子能级，子能级由角量子数决定，角量子数的取值范围为0到n-1、例如，第一个能级（n=1）只有一个子能级（l=0），称为s轨道；第二个能级（n=2）有两个子能级（l=0和l=1），分别称为s轨道和p轨道。
电子的填充原则：根据电子填充原则，电子首先填充低能级的轨道，然后逐渐填充高能级的轨道。
在填充同一个能级的轨道时，按照泡利不相容原理，每个轨道最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向相反。
根据能级和轨道的填充规律，我们可以推导出元素周期表的结构。
元素周期表是根据元素的原子序数（原子核中质子的数量）和电子构型排列的。
每个元素的电子构型可以通过填充电子的方式来确定，电子构型的不同决定了元素的化学性质和反应能力。
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能量最低的轨道。
规则2：泡利不相容原理
一个轨道最多仅能填充两个电子，且必须自旋相反
规则3：洪特规则
在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原 子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能 自旋平行地多占不同的轨道。
完整版课件
7
一些元素的基态
1s22s22p63s23p3
Na 11
1s22s22p63s1
O 8
1s22s22p4
2p
2s
1s
完整版课件
8
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
能级的划分是因为电子能量不同，一般来 说，电子先排在能量较低的轨道，再排能量 高的轨道
电子在原子中处于不同的能层
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3
电子在原子中如何分布？
每个圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，各圆圈连接 线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序
完整版课件
4
电子在原子中如何分布？
多电子原子轨道能级
原子的结构和电子构型
完整版课件
1
原子的结构
原子示意图：密集的、带正电荷的原子核包含了原子的大部 分质量，它被带负电荷的电子包围
完整版课件
2
电子在原子中如何分布？
原子核外的电子是分层排布的，每一层都 可以叫做能层，可以分为K.L.M.N.O.P.Q这7 个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每 个能层又可以为多个能级。
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能级交错 ？
E3d>E4s
钻穿效应和屏蔽效应
5
电子在原子中如何分布？
s能级的原子轨道图 ns能级的各有1个轨道,呈球形
p能级的原子轨道图
np能级的各有3个轨道，呈哑铃 形， 3个轨道相互垂直
完整版课件
6
原子核外电子排布规律
规则1：能量最低原理
按1s→2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d顺序，先填充
规则2：泡利不相容原理
一个轨道最多仅能填充两个电子，且必须自旋相反
规则3：洪特规则
在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原 子的能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能 自旋平行地多占不同的轨道。
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7
一些元素的基态
1s22s22p63s23p3
Na 11
1s22s22p63s1
O 8
1s22s22p4
2p
2s
1s
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能级的划分是因为电子能量不同，一般来 说，电子先排在能量较低的轨道，再排能量 高的轨道
电子在原子中处于不同的能层
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电子在原子中如何分布？
每个圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，各圆圈连接 线方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级顺序
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电子在原子中如何分布？
多电子原子轨道能级
原子的结构和电子构型
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1
原子的结构
原子示意图：密集的、带正电荷的原子核包含了原子的大部 分质量，它被带负电荷的电子包围
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2
电子在原子中如何分布？
原子核外的电子是分层排布的，每一层都 可以叫做能层，可以分为K.L.M.N.O.P.Q这7 个能层，每个能层最多能排2n2个电子，每 个能层又可以为多个能级。
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能级交错 ？
E3d>E4s
钻穿效应和屏蔽效应
5
电子在原子中如何分布？
s能级的原子轨道图 ns能级的各有1个轨道,呈球形
p能级的原子轨道图
np能级的各有3个轨道，呈哑铃 形， 3个轨道相互垂直
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6
原子核外电子排布规律
规则1：能量最低原理
按1s→2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d顺序，先填充