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原子结构排列规律

原子结构排列规律
原子结构排列规律如下：
1、横行规律：同一周期，随着原子序数的增大，原子核外电子层数相同，最外层电子数逐渐增大（比前一种原子大1）。

2、纵行规律：同一主族，随着原子序数增大，原子核外电子层数逐渐增大（比上一周期原子大1），但最外层电子数相等。

3、电子层最多容纳电子数：各电子层最多容纳的电子数目是2n²（n 为电子层数）。

4、最外层电子数：最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。

5、次外层电子数：次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。

【课件】原子结构与元素周期表课件2022-2023学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修2

答：元素周期表共有18个列。从左向右，第1~12列中，除第3列中的镧系和锕系以外，其他的价层电子数都等于列数；第13~18列中，除第18列中的氦以外，其他的价层电子数都等于列数减10。除了镧系、锕系和氦以外，同列元素价层电子数相等。元素周期表所划分的族及族序数，从左向右排列如下：IA族、ⅡA族；ⅢB族→ⅦB族；Ⅷ族； IB族、ⅡB族；ⅢA族→ⅦA族；0族。
4s→3d→4p
5s→4d→5p d d
图1-17 左侧对齐的周期表（一周期一行）
6s→4f→5d→6p p p
7s→5f→6d→7p
？思考与讨论
1950年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）推荐了一张元素周期表，
书末的元素周期表就是参照其新版制作的。请问：怎样将图1-17变成书末的
元素周期表？ ss
Rb Sr
Y Zr Nb Mo … Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Nd Pr … … Sm Eu Gd Tb Ho Er Tm Yb … … Ta W … Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi … … …
… Ra Laα Th … … … … … U … … … … Ac … … … … … … … … … … … … Pbα Biα Teα … …
这张周期表最重要的特征是从第四周期开始每一周期截成两截，第1-7族分主副族，
第八族（三素组）称为过渡元素（?）。主副族和第八族的概念使用至今。
…
……
H
… He
Li
Be B C N O F Ne
Na
Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

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。

工程材料中的原子排列

© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
1.1.1.5 氢键
它是一种特殊的分子间作用力。它是由氢原子同时与
1.1.2 材料的分类

1.1.2.1 材料按化学组成（或基本组成）分类 1.1.2.2 根据材料的性能分类 1.1.2.3 材料按服役的领域来分类
高聚物的种类繁多，性能各异，其分类的方法多种多样。按高分子材料来源分为天高聚物分为橡胶、纤维、塑料和胶
粘剂等。
4. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上化学性质或组织结构不同的材料组合而成。复合材料是多相材料，主要包括基本相和增强相。基体相是一种连续相材料，它把改善性能的增强相材料固结成一体，并起传递应力的作用；增强相起承受应力（结构复合材料）和显示功能（功能复合材料）的作用。复

1.1.2.4 材料按结晶状态分类

按物理性质可分为：导电材料、绝缘材料、半
导体材料、磁性材料、透光材料、高强度材料、
高温材料、超硬材料等。

按物理效应分为：压电材料、热电材料、铁电
材料、非线性光学材料、磁光材料、电光材料、声光材料、激光材料等。

按用途分为：电子材料、电工材料、光学材料、
晶向指数的意义：
立方晶格中几个重要的晶向
2. 晶面指数
晶面指数标定步骤如下：（1）在点阵中设定参考坐标系（原点不在待定晶面上），设置方法与确定晶向指数时相同；（2）求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相截，则在此轴上截距为一负值；（3）取各截距的倒数；（4）将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为(hkl)。晶面族：在晶体内晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的所有晶面，以{hkl}表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。遇到负指数，“-”号放在该指数的上方。

第一章原子的结构与键合ppt课件

（1）共价键的定义 ➢ 有些同类原子，例如周期表IVA，VA，VIA族中大多数元
素或电负性相差不大的原子互相接近时，原子之间不产生电子的转移，此时借共用电子对所产生的力结合。
（2）共价键的特点 ➢ 共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形
成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小。
由于金属键即无饱和性又无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构，当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使金属具有良好的延展性。
金属变形时，由金属键结合的原子可变换相对位置
（3）金属键型晶体的特征良好的导电、导热性：
自由电子定向运动（在电场作用下）导电、（在热场作用下）导热。
金属键模型
电子气金属离子
图金属键与金属晶体
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图金属键与金属晶体
图金属键、金属的导电性和金属的变形
问题1：金属具有良好导电、导热性能的原因？（自由电子的存在）
问题2：金属具有良好延展性的原因？
Pauli不相容原理(Pauli principle) 在一个原子中，不可能存在四个量子数完全相同的两个电子。
Hund规则(Hund ’s rule) 在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同
IA
1 H IIA 2 Li Be
碱金属
碱土金属过渡元素
主族金属
第一节原子结构
1.1.1 物质的组成
一切物质都是由无数微粒按一定的方式聚集而成的。这些微粒可能是分子、原子或离子。

原子的规则排列

4
0.0794a
8
bcc 0.067a
6
0.126a 12
hcp 0.146a
6
0.0794a 12
1. fcc与hcp相比，间隙尺寸相同，分布位置不同。
2. fcc与bcc相比，fcc间隙数量少。
虽然体心立方结构的致密度比面心立方结构的低，但它的间隙比较分散，每个间隙的相对体积比较小，因此在体心立方结构中可能掺入杂质和溶质原子的数量比面心立方结构的少。
N=Ni
Nf 2
Nc 8
K
nv
n
4
3
R3
V
V
➢ 晶体中原子排列的紧密程度是反映晶体结构特征的一个重要因素。 ➢ 配位数(CN)是指晶体结构中，与任一原于最近邻并且等距离的原子
数。 ➢ 致密度(K)是晶胞中原于所占的体积分数
2
1) 面心立方（fcc ）g-Fe、Cu、Ni、Al、Ag约20种
晶胞中含有4个原子。
密排面closepackedplane原子排列最紧密的晶面密排方向closepackeddirection原子排列最紧密的晶向堆垛方向密排面一层层堆叠的方向密排面的法线方向堆垛次序密排面循环堆叠的周期14fcc111110111abc密排方向堆垛方向堆垛次序bcc110111110abhcp00010001ab11密排结构closepackedcrystalstructurefcc和hcp15aaaabbbbccccaaaaaaaaaabbbbbbbbbbccccccccccccccccccccccccfcc与hcp的堆垛关系16第三层原子占据位置abab
假设 a1 和 a2 分别为 fcc 和 bcc 结构的点阵常数，当发生 fcc→bcc转变时，如果结构原子体积基本不变，则

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

《原子结构元素周期表》原子结构与元素周期表PPT

课前篇自主预习
知识铺垫
新知预习
自主测试
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)核外电子的能量不同,能量高的在离核近的区域运动。 ( ) (2)钾原子的M层可以排9个电子。 ( ) (3)每一周期的最外层电子均是由1个至8个电子。 ( ) (4)同周期中元素电子层数一定相同。 ( ) (5)同族元素的最外层电子数一定等于族序数。 ( ) (6)0族元素的最外层电子数均为8。 ( ) (7)每一纵列一定为一族。 ( ) (8)元素周期表已发展成一个稳定的形式,它不可能再有新的变化了。 ( ) 答案(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
。
⑧原子电子总数为最外层电子数2倍的元素:
。
⑨原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:
。
⑩原子内层电子数是最外层电子数2倍的元素:
。
原子核中无中子的原子:
。
提示①H、Li、Na、K ②He、Be、Mg、Ca ③Be、Ar ④C
O Ne ⑤He、C、S、O ⑥H、Be、Al ⑦Li ⑧Be
⑨Li、Si ⑩Li、P ⑪11H
为2、3或4。若含有2个电子层,则电子数为10,不满足质子数是最
外层电子数的3倍;若含有3个电子层,则电子数为15,满足质子数是
最外层电子数的3倍,则该元素为P,其原子核外电子排布是2、8、5;
若含有4个电子层,则电子数为20,不满足质子数是最外层电子数的
3倍。
探究一
探究二
探究三
素养脉络
随堂检测
课堂篇探究学习
【微思考1】构成原子或离子的粒子间的数量关系如何? 提示(1)原子:核电荷数=质子数=核外电子数。 (2)阳离子:质子数=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数。 (3)阴离子:质子数=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数。

原子核外电子排布的周期性课件

在同一主量子数下，电子的能量相同，即电子的能级相同。
角量子数与能量关系
角量子数越大，能量越高
角量子数是描述电子在轨道上运动的角动量的参数，角量子数越大，电子的角动量越大，能量越高。
角量子数相同，能量相同
在同一角量子数下，电子的能量相同，即电子的能级相同。
自旋量子数与能量关系
自旋量子数越大，能量越高
02
这些子核外电子排布的周期性原理
量子力学原理
原子核外电子排布的周期性遵循量子力学原理，即电子的运动状态由波函数描述，波函数满足薛定谔方程。
泡利不相容原理
该原理指出，在任何一个原子中不可能有两个或更多的电子具有完全相同的量子数，也就是说，电子的状态是唯一的。
氦原子的电子排布
总结词
氦原子有两个电子，其电子排布遵循泡利不相容原理和能量最低原理，即这两个电子分别占据了1s轨道和2s轨道，使得整个原子的能量最低。
详细描述
氦原子有两个电子，根据泡利不相容原理，这两个电子分别占据不同的轨道。由于能量最低原理，这两个电子分别填充到1s轨道和2s轨道上，使得整个原子的能量最低。因
原子核外电子排布的周期性课件
目录
• 原子核外电子排布的周期性概述 • 原子核外电子排布的周期性规律 • 原子核外电子排布的周期性应用 • 原子核外电子排布的周期性挑战与展望 • 原子核外电子排布的周期性实例分析
01
原子核外电子排布的周期性概述
原子核外电子排布的周期性定义
01
原子核外电子排布的周期性是指原子核外电子的排列方式呈现一定的周期性规律。
原子核外电子排布的周期性规律
电子填充顺序
按照能量最低原理，电子首先填充能量最低的轨道，然后依次填充较高能量的轨道。

原子的核外电子排布

能级交错现象的原因是电子之间的相互作用和相互影响，这种相互作用会导致电子的能量发生变化，从而影响其排布的能级。
04 核外电子排布的实例
氢原子的核外电子排布
1
氢原子只有一个电子，排布在1s轨道上。
2
氢原子是所有原子中最简单的，其核外电子排布遵循泡利不相容原理和能量最低原理。
3
氢原子核外电子排布的能量状态由主量子数n决定，本例中n=1。
轨道表示式
轨道表示式是另一种表示原子核外电子排布的方法，它通过图形的方式表示电子云的分布和电子的运动状态。
轨道表示式的优点是可以直观地展示电子云的分布情况和电子的运动状态，有助于理解电子的行为和性质。
能级交错现象
能级交错现象是指在实际的原子核外电子排布中，有些电子会出现在比其理论能级高的能级上，这种现象称为能级交错。
。
05 核外电子排布的意义
对元素性质的影响
决定元素的化学性质
核外电子排布决定了元素的化学性质，因为元素的化学反应主要涉及电子的得失或偏移。
元素周期表中的位置与性质
同一周期内，随着原子序数的增加，核外电子数增多，电子填充到更高能级，元素的非金属性增强，金属性减弱。
对周期律的解释
周期表的形成
核外电子排布规律是形成元素周期表的基础，周期表中元素的排列顺序是根据核外电子排布来确定的。
最低。
当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出能量，这个能量可以通
过发射光子的方式释放出去。
洪特规则
洪特规则指出，在任何一个原子中，对于同一能级上的电子，总是优先以等价的方式占据不同的轨道。
这个规则的原因是，当电子以等价的方式占据不同的轨道时，它们之间的相互作用是最小的，从而使得整个原子的能量最低。

1-1原子结构ppt

（负电）与物质化学性质密切相关
一、开天辟地──原子的诞生
1、现代大爆炸宇宙学理论
大宇诞生于爆约2h后宙炸
大量氢
少量氦极少量锂
原子核的熔合反应
其他元素
2、
氢
是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。
3、宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年。 4.地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。
电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布K层；当K层排满后，再排布L层；当L层排满后，再排布M层；……
2、能级（电子亚层）
同一个能层中电子能量不同的电子亚层能级名称：s、p、d、f…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层不同能层中的s、p、d、f能级最多能容纳的电子数是相同的，依次为1、3、5、7的两倍： s:2 p:6 d:10 f:14(成等差数列)
三、构造原理与电子排布式
1、构造原理
原子核外电子一般是按一定的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。
构造原理是绝大多数基态原子(处于最低能量的原子)核外电子排布所遵循的顺序。
能量相近的能级划为一组, 称为能级组
1s--能 2s---2p--量由 3s---3p--存在着能级交错低 4s---3d---4p-到电子填 5s---4d---5p--高入轨道 6s--4f---5d---6p--次序图 7s--5f---6d---7p
核构外造电原子理排图布
7个能级组共7组数字： 1、22、33、434、545、6456、7567，找一找数字排列规则，就很容易记住了。
第一组数字“1”表示一个轨道：1s 第二组数字“22”表示两个轨道：2s、2p 第三组数字“33”表示两个轨道：3s、3p 第四组数字“434”表示三个轨道，依次是：4s.3d.4p 第五组数字“545”表示三个轨道，依次是：5s.4d.5p 第六组数字“6456”表示四个轨道，依次是：6s、4f、 5d、6p 第七组数字“7567”表示四个轨道，依次是：7s、5f、 6d、7p

crystalline structure

第二节原子的规则排列——规则排列,长程有序——无规排列,长程无序固态物质晶体非晶体晶体与非晶体特点1) 熔点晶体：非晶体：规则排列不规则排列不规则排列不规则排列突变渐变—有确定的熔点—无确定的熔点2) 各向异性晶体非晶体——各向异性（表1-4）——各向同性第二节原子的规则排列固态液态2. 晶体结构与空间点阵原子核＋电子云原子抽象小球＋棍球棍模型刚球刚球模型看作晶体结构原子的具体排列方式反映即第二节原子的规则排列⏹晶体结构：原子、离子或原子团按照一定几何规律的具体排列方式。

⏹可能存在局部缺陷，可有无限多种。

晶体结构空间点阵得到法则：1. 一个或几个小球合并成一个数学点（阵点或结点）2. 高度对称的几何关系结果：每个阵点具有相同的环境数学抽象第二节原子的规则排列2. 晶体结构与空间点阵原子的具体排列方式⏹空间点阵：由几何点作周期性的规则排列所形成的三维阵列。

⏹是理想排列，有14种。

第二节原子的规则排列2. 晶体结构与空间点阵图1-2 空间点阵示意图点阵的结点都是等同点。

点阵只是表示原子或原子集团分布规律的一种几何抽象，每个结点不一定代表一个原子。

可能在每个结点处恰好有一个原子，也可能围绕每个结点有一群原子（原子集团）。

但是，每个结点周围的环境（包括原子的种类和分布）必须相同，亦即等同点。

2. 晶体结构与空间点阵第二节原子的规则排列二维点阵和晶体结构原子的具体排列方式空间点阵数学抽象提取有代表性的、基本的单元结构晶胞点阵晶胞统称晶胞晶体结构直接表达第二节原子的规则排列⏹晶格：描述晶体中原子排列规律的空间格架。

⏹晶胞(unit cell)：构成晶格的最基本单元。

晶体结构与空间点阵第二节原子的规则排列晶胞的大小和形状。

平行六面体，即晶胞。

晶胞的三条棱AB、AD和AE的长度就是点阵沿这些方向的周期，这三条棱就称为晶轴。

晶胞的大小取决于AB，AD和AE这三条棱的长度a，b和c，而晶胞的形状则取决于这些棱之间的夹角α，β和γ。