原子的壳层结构课件
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原子物理学课件：第六章 原子的壳层结构
对一个l，共有2(2l+1)个量子态
对每一个l，j取l±1/2，对每一个j，mj有2j+1个值 共2(l+1/2)+1+2(l-1/2)+1= 2(2l+1) 对一个l，共有2(2l+1)个量子态
*两套量子数所代表的状态数目相同，一般采用第一种方法
即n，l，ml，ms
2020/9/30
12
二、原子中电子分布所遵从的基本原理
1、S取可能的最大值时，原子能量最低
2、对1中的S值，则当L取可能的最大值时，原子的能量最低
3、
N
Nl 2
N Nl 2
J大的原子态能量低(反常次序) J=L+S J小的原子态能量低(正常次序) J=|L-S|
N-支壳层中的价电子数
2020/9/30
29
二、确定原子基态的方法
1、求原子基态S值的方法
(1)
当
N
Nl 2
时，则N个电子的自旋取向相互平行(ms均为1/2)
2 p2
4f6
(2)
当
N
Nl 2
时，则其中 Nl
2
个自旋平行(ms=1/2)
其余
N Nl 2
个自旋反平行(ms=-1/2)
2 p4
4 f 10
原子基态的S值： Smax msi
2020/9/30
30
2、求原子基态L值的方法
使N个电子的ml按l, l-1, ....-l, l, l-1,....-l的顺序取值
一、标志电子运动状态(量子态)的量子数
1、主量子数 n=1.2.3 … …
2、轨道角量子数 l =0，1，2，3 … … n-1
3、轨道磁量子数 ml =0, ±1, ±2, … … ，± l (很强的磁场中，所有耦合不存在)
对每一个l，j取l±1/2，对每一个j，mj有2j+1个值 共2(l+1/2)+1+2(l-1/2)+1= 2(2l+1) 对一个l，共有2(2l+1)个量子态
*两套量子数所代表的状态数目相同，一般采用第一种方法
即n，l，ml，ms
2020/9/30
12
二、原子中电子分布所遵从的基本原理
1、S取可能的最大值时，原子能量最低
2、对1中的S值，则当L取可能的最大值时，原子的能量最低
3、
N
Nl 2
N Nl 2
J大的原子态能量低(反常次序) J=L+S J小的原子态能量低(正常次序) J=|L-S|
N-支壳层中的价电子数
2020/9/30
29
二、确定原子基态的方法
1、求原子基态S值的方法
(1)
当
N
Nl 2
时，则N个电子的自旋取向相互平行(ms均为1/2)
2 p2
4f6
(2)
当
N
Nl 2
时，则其中 Nl
2
个自旋平行(ms=1/2)
其余
N Nl 2
个自旋反平行(ms=-1/2)
2 p4
4 f 10
原子基态的S值： Smax msi
2020/9/30
30
2、求原子基态L值的方法
使N个电子的ml按l, l-1, ....-l, l, l-1,....-l的顺序取值
一、标志电子运动状态(量子态)的量子数
1、主量子数 n=1.2.3 … …
2、轨道角量子数 l =0，1，2，3 … … n-1
3、轨道磁量子数 ml =0, ±1, ±2, … … ，± l (很强的磁场中，所有耦合不存在)
原子的结构ppt课件
13.关于构成物质的微观粒子，下列说法正确的是( )
D
A. 离子带电，所以不能直接构成物质B. 氯离子的质子数比电子数多1个C. 离子是带电粒子，所有带电粒子一定是离子D. 原子得失电子变成离子，原子核不发生变化
14.下列关于、 两种粒子的判断，正确的是( )
C
①核电荷数相同 ②核外电子数相等比 稳定 ④质量几乎相等⑤质子数相等A. ①③⑤ B. ②④ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
A
B
C
11.下图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列叙述中，不正确的是 ( )
B
A. 钠原子在化学反应中容易失去电子B. 钠原子与钠离子都不显电性C. 氯原子得到1个电子形成氯离子D. 氯化钠由钠离子和氯离子构成
12.某粒子结构示意图如图所示，下列说法错误的是( )
D
A. 若 ，则该粒子是阴离子B. 若 ，则该粒子是原子C. 若 ，则该粒子是阳离子D. 若 ，则该粒子是由一个原子得到2个电子形成的
5、相同的原子层结构化学性质相似相同的原子层结构：
化学性质相似：
电子层数相同，切每层上电子数相等
条件：最外层电子数认为最终的结果是（ ）A.Na原子与Cl原子都无法构成相对稳定结构B.Na原子与Cl原子都构成了相对稳定结构C.Na原子与Cl原子只有一方构成了相对稳定结构
小练习：试着写出下面的离子示意图代表什么
Al3+
S2-
5、离子符号的意义
Al3+
3Al3+
表示一个铝离子
表示3个铝离子
表示一个铝离子带3个单位正电荷
6、离子也是构成物质的一种粒子
由离子构成的物质，化学性质由离子保存
如：NaCl由Na+和Cl-构成，所以化学性质由 Na+和Cl-保持。
D
A. 离子带电，所以不能直接构成物质B. 氯离子的质子数比电子数多1个C. 离子是带电粒子，所有带电粒子一定是离子D. 原子得失电子变成离子，原子核不发生变化
14.下列关于、 两种粒子的判断，正确的是( )
C
①核电荷数相同 ②核外电子数相等比 稳定 ④质量几乎相等⑤质子数相等A. ①③⑤ B. ②④ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
A
B
C
11.下图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列叙述中，不正确的是 ( )
B
A. 钠原子在化学反应中容易失去电子B. 钠原子与钠离子都不显电性C. 氯原子得到1个电子形成氯离子D. 氯化钠由钠离子和氯离子构成
12.某粒子结构示意图如图所示，下列说法错误的是( )
D
A. 若 ，则该粒子是阴离子B. 若 ，则该粒子是原子C. 若 ，则该粒子是阳离子D. 若 ，则该粒子是由一个原子得到2个电子形成的
5、相同的原子层结构化学性质相似相同的原子层结构：
化学性质相似：
电子层数相同，切每层上电子数相等
条件：最外层电子数认为最终的结果是（ ）A.Na原子与Cl原子都无法构成相对稳定结构B.Na原子与Cl原子都构成了相对稳定结构C.Na原子与Cl原子只有一方构成了相对稳定结构
小练习：试着写出下面的离子示意图代表什么
Al3+
S2-
5、离子符号的意义
Al3+
3Al3+
表示一个铝离子
表示3个铝离子
表示一个铝离子带3个单位正电荷
6、离子也是构成物质的一种粒子
由离子构成的物质，化学性质由离子保存
如：NaCl由Na+和Cl-构成，所以化学性质由 Na+和Cl-保持。
高二物理竞赛：原子的壳层结构PPT(课件)
积分，得
NN 0et (17.15)
dN / dt
N
表明衰变常数λ的物理意义是：在t时刻，每单位时间 衰变的原子核数与该时刻原子核总数的比.也可以说λ 是表征单位时间原子核衰变的概率.λ越大，衰变越快.
半衰期的定义是：原子核衰变到N＝N0所需的时间.
1
T1
2N0 N0e 2
ln2 0.693
T1
原子的基态是原子能量最低的状态，所有电子均处在各自尽可能低的能量状态中.
6 i
zn (2n2 )
2
2 L 2 6 （1）泡利不相容原理（每状态允许容纳的电子数）
（电子填充的次序决定于哪个壳层能量最低）
8
3 M 2 6 10 根据量子力学理论, 其原因与电子的自旋有关.
18
4 N 2 6 10 14
32
✓ 电子按能量分成许多壳层，能量相同的电子可 视为分布在同一壳层.
主量子数 n : 决定电子能量的主要部分，相同 n 的电子在同一壳层.
角量子数 l ：同一壳层中 l = 0，1， ，（n-1），
不同的 l 形成分壳层.
4
分壳层 l 最多电子数 Nl 2(2l1)
n1
壳层 n 最多电子数
决定壳层次序的是能量最小原理. 中子数和质子数之比n/p，在Z＜20时
屏
磁 场
非 均 匀
N
S
狭缝 原子源
无磁场 有磁场
实验装置
一、原子核的稳定性
原子核的稳定性，是指原子核不会自发地改变其质 子数、中子数和它的基本性质.按原子核的稳定性可 分为稳定原子核和不稳定(或放射性)原子核两类.
预测核的稳定性的经验规则：
1.原子核中的质子数等于和大于84的原子核是不稳 定的.
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
第七章原子壳层结构精品PPT课件
(1) 元素的化学性质周期性变化 (2) 元素光谱性质周期性变化 (3) 元素的电离能显著地呈现出周期性变化 (4) 元素一些物理性质也显出周期性变化
§7.2 原子的电子壳层结构
一、原子中电子状态的描述
描述电子状态的四个量子数：
n：主量子数，代表电子运动轨道的大小及能量的主要部分
l：角量子数，代表轨道形状和轨道角动量，也同电子能量
氢： 氦：
组态 1s
原子态
S 2 1
2
组态 1s1s 原子态 1S0
2. 第二周期（n=2, N2=8，实际8个电子，Z＝3-10)
锂： 铍：
组态 1s22s 组态 1s22s2
原子态2 S 1
2
原子态 1S0
硼-氖： 组态 1s22s22pN(N=1-6) 原子态(氖) 1S0
3. 第三周期（n=3, N3=18，实际8个电子， Z＝11-18)
6. 第六周期（n=6, N6=72，实际32电子， Z＝55 — 86) 铯（Z=55）： 组态1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s
7. 第七周期（n=7, N7=98，不确定， Z＝87 — )
按周期表中元素排列的先后次序，原子逐一增加电子的次序
电子填补次序
钠-氩 3s-3p6
4. 第四周期 （n=4, N4=32，实际18电子， Z＝19 -36)
钾(Z=19): 组态1s22s22p63s23p64s
钨4s2
Sc-Ni 3d 氪4p6
（1）4s轨道能量低于3d轨道能量 4s轨道：偏心率很高的椭圆轨道，原子实极化和轨
道贯穿使E降低 3d轨道：圆形轨道，极化效应很小
，
二、原子的电子壳层结构
§7.2 原子的电子壳层结构
一、原子中电子状态的描述
描述电子状态的四个量子数：
n：主量子数，代表电子运动轨道的大小及能量的主要部分
l：角量子数，代表轨道形状和轨道角动量，也同电子能量
氢： 氦：
组态 1s
原子态
S 2 1
2
组态 1s1s 原子态 1S0
2. 第二周期（n=2, N2=8，实际8个电子，Z＝3-10)
锂： 铍：
组态 1s22s 组态 1s22s2
原子态2 S 1
2
原子态 1S0
硼-氖： 组态 1s22s22pN(N=1-6) 原子态(氖) 1S0
3. 第三周期（n=3, N3=18，实际8个电子， Z＝11-18)
6. 第六周期（n=6, N6=72，实际32电子， Z＝55 — 86) 铯（Z=55）： 组态1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s
7. 第七周期（n=7, N7=98，不确定， Z＝87 — )
按周期表中元素排列的先后次序，原子逐一增加电子的次序
电子填补次序
钠-氩 3s-3p6
4. 第四周期 （n=4, N4=32，实际18电子， Z＝19 -36)
钾(Z=19): 组态1s22s22p63s23p64s
钨4s2
Sc-Ni 3d 氪4p6
（1）4s轨道能量低于3d轨道能量 4s轨道：偏心率很高的椭圆轨道，原子实极化和轨
道贯穿使E降低 3d轨道：圆形轨道，极化效应很小
，
二、原子的电子壳层结构
第七章--原子的壳层结构
未满壳层上的电子数是1+2=3的，列为第三族。
到第36号元素氪为止填满4p支壳层。
38
共有18个元素。
第五周期 :
从元素铷(Ru,Z=37) 开始填充
又因为能级交错现象,(4d支壳层10个,4f支壳层14 个空着).在n壳层留下24个空位,而开始填充第五壳 层，所以Rn开始了第五个主壳层的填充,也就开始 了第五周期。
能成为区别电子态的参数。
10
二、原子中电子分布所遵从的基本原理
1.泡利不相容原理 2.能量最低原理
11
1.泡利不相容原理
这是一条实验规律,它的内容是:
在同一个原子中,一个被(n, ,m,ms)四个量子 数表征的态中只能有一个电子；或者说, 同 一个原子中,不可能有两个或两个以上的电 子处在同一个状态；也可以说，不可能有两 个或两个以上的电子具有完全相同的四个量 子数。
壳层未填满，而又进入下一壳层，这都是
由能量最小原理决定的.
37
第四周期 : 从 k 开始填充4s
因为能级交错现象,E4s<E3d<E4p
所以k开始了第四个主壳层的填充,也就开始了第四 周期。
特 各元素的原子都占有四个主壳层。 点 : 多出一组填充3d支壳层的10个元素，它们大多有
两 个没满的壳层。
1s1
2.He
1s2
27
第二周期
1s
2s
2p
3.Li 4.Be
1s22s1 1s22s2
5.B
1s22s22p1
6.C
1s22s22p2
7.N
1s22s22p3
8.O
1s22s22p4
9.F
1s22s22p5
10.Ne
到第36号元素氪为止填满4p支壳层。
38
共有18个元素。
第五周期 :
从元素铷(Ru,Z=37) 开始填充
又因为能级交错现象,(4d支壳层10个,4f支壳层14 个空着).在n壳层留下24个空位,而开始填充第五壳 层，所以Rn开始了第五个主壳层的填充,也就开始 了第五周期。
能成为区别电子态的参数。
10
二、原子中电子分布所遵从的基本原理
1.泡利不相容原理 2.能量最低原理
11
1.泡利不相容原理
这是一条实验规律,它的内容是:
在同一个原子中,一个被(n, ,m,ms)四个量子 数表征的态中只能有一个电子；或者说, 同 一个原子中,不可能有两个或两个以上的电 子处在同一个状态；也可以说，不可能有两 个或两个以上的电子具有完全相同的四个量 子数。
壳层未填满，而又进入下一壳层，这都是
由能量最小原理决定的.
37
第四周期 : 从 k 开始填充4s
因为能级交错现象,E4s<E3d<E4p
所以k开始了第四个主壳层的填充,也就开始了第四 周期。
特 各元素的原子都占有四个主壳层。 点 : 多出一组填充3d支壳层的10个元素，它们大多有
两 个没满的壳层。
1s1
2.He
1s2
27
第二周期
1s
2s
2p
3.Li 4.Be
1s22s1 1s22s2
5.B
1s22s22p1
6.C
1s22s22p2
7.N
1s22s22p3
8.O
1s22s22p4
9.F
1s22s22p5
10.Ne
原子的壳层结构
2．性质与原子量的递增次序有矛盾时，以 元素性质为主．如：
K(钾）和Ar（氩）；Co( 钴）和 Ni(镍）；Te(碲）和I(碘）均调换了位置
3．预言三种元素的存在，在表中留了空位， 预言了它们的性质：
Ga(镓），Sc(钪）， Ge(锗）1875－1886 年间被陆续发现。后人又陆续发现了许多新元 素，相继填充到周期表中。
1．主量子数 n =1,2,3 … … 2. 轨道角动量量子数 =0,1,2,3… …(n-1)
3．轨道磁量子数 m = 0, ±1, ±2,······,± 4. 自旋磁量子数 ms = ±1/2
量子数的意义
主量 代表电子运动区域的大小（即轨道的大小）和
子数 总能量的主要部分:
n
n 越大，能量越高，轨道范围越大；
推论:
1. 一个原子中，n, 同的电子只能有一个；
, m , ms这四个量子数完全相
2. 具有相同量子数n, , m 的电子最多能有两个，
其ms分别为 1/ 2 ；
3. 具有相同量子数n, 的电子最多有2(2 +1)个；
（因为对每一个 , m 可取（2 +1）个值， 而对每一个m , ms又可以取两个值。）
二、元素周期表
■ 经过整理，按照排列顺序，每个元素有一个 原子序数Z，现在知道，原子序数等于原子中 的电子数，也等于核电荷数；
■ 到2006/10/17，共发现118种元素，1994年底 是111种。
■ 只有92种是天然存在的，其余是人工制造的。
■ 这些元素都被填在周期表的适当位置上，构成了元 素周期表。
幻数 2 10 18 36 54 86
三． 元素性质的周期性变化
按周期表排列的元素，其性质出现周期性的 变化：
第七章原子的壳层结构
支壳层
最多电 子数
2(2+1)
2 2 6 2 6 10 2 6 1014 2 6 10 14 18 2 6 10 141832
§7.2 原子的电子壳层结构
3、电子填充壳层结构的规则
（1）Pauli 不相容原理（决定了一个壳层上可以填充
的电子数目）
（2）能量最低原理（决定了电子填入壳层的顺序）
① 内容：在通常情况下，核外电子总是尽先占有能量最低的
§7.2 原子的电子壳层结构
各壳层可以容纳的最多电子数
主量子数 壳层名称 最多电 子数 2n2
角量子数
1 2 K L 2 8
3 M 18
4 N 32
5
6
O
50
P
72
0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 12 3 4 0 1 2 3 4 5 s s p s pd s p d f s p d f g s p d f g h
1、主、次壳层
（1）主壳层（n） 具有相同 n 值的电子称为占据相同主壳层的电子 （2）次壳层（nl） 具有相同 nl 值的电子称为占据相同次壳层的电子
§7.2 原子的电子壳层结构
（3）各主壳层应包含的次壳层
主壳层
次壳层
K (n 1) L (n 2) M (n 3) N ( n 4)
轨道，当能量最低的轨道占满后，电子才依次填入能量较高的轨道。
② 次壳层能量的高低：能量与 n 和 l 有关，一般来说，n 越小 的次壳层，能量越低；n 相同的次壳层，l 越小的能量越低。
Wolfgang Pauli 奥地利人 1900-1958
获1945年诺贝尔物理学奖
The Nobel Prize in Physics 1945
原子结构ppt课件
子受到斥力作用
极少数α粒子发生大角度偏转几
乎被弹回
原子内部存在着带正电的、体积
小、质量大的微粒。
3.卢瑟福——行星模型（1911年）
实验结论：原子中心有一个很小的核，
叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全
部质量都集中在原子核里，电子在核外
空间运动。但他认为原子核不能再分。
英国科学家卢瑟福
（E.Rutherford,1871~1937)
夸克又分很多种，与他们同一层次
的还有光子，胶子等玻色子。
这些东西现在对你们来说还太深奥
就留给你们以后自己去探索了
典型例题
C
A
典型例题
D
C
D
典型例题
③④
⑥
②
①②⑤
④⑥
④
③
B
⑤
问题：决定原子质量大小的主要微粒是？
粒子种类
实际质量
质子
中子
电子
1.6726×10-27 kg
1.6749×10-27 kg
原子
种类
氢
碳
氧
钠
铁
1个原子的质量∕kg
1.674×10-27
1.993×10-26
2.657×10-26
3.818×10-26
9.288×10-26
相对原
子质量
1
12
16
23
56
相对原子质量大的原子,其原子的实际质量也一定大
甲说：氧的相对原子质量是16g;
乙说：氧的相对原子质量是16;
丙说：凡是相对原子质量大的原子其原子的实际质量也一定大。
质子数不一定等于中子数
原子一般来说是由质子、中子、电子构成，但并不是所有
极少数α粒子发生大角度偏转几
乎被弹回
原子内部存在着带正电的、体积
小、质量大的微粒。
3.卢瑟福——行星模型（1911年）
实验结论：原子中心有一个很小的核，
叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全
部质量都集中在原子核里，电子在核外
空间运动。但他认为原子核不能再分。
英国科学家卢瑟福
（E.Rutherford,1871~1937)
夸克又分很多种，与他们同一层次
的还有光子，胶子等玻色子。
这些东西现在对你们来说还太深奥
就留给你们以后自己去探索了
典型例题
C
A
典型例题
D
C
D
典型例题
③④
⑥
②
①②⑤
④⑥
④
③
B
⑤
问题：决定原子质量大小的主要微粒是？
粒子种类
实际质量
质子
中子
电子
1.6726×10-27 kg
1.6749×10-27 kg
原子
种类
氢
碳
氧
钠
铁
1个原子的质量∕kg
1.674×10-27
1.993×10-26
2.657×10-26
3.818×10-26
9.288×10-26
相对原
子质量
1
12
16
23
56
相对原子质量大的原子,其原子的实际质量也一定大
甲说：氧的相对原子质量是16g;
乙说：氧的相对原子质量是16;
丙说：凡是相对原子质量大的原子其原子的实际质量也一定大。
质子数不一定等于中子数
原子一般来说是由质子、中子、电子构成，但并不是所有
初中化学《原子的结构》教学PPT课件
【思考】能否用一个更简明的图形来表 示原子的结构及原子核外电子的排布特 点原呢子？结构示意图
原子核
电子 层 最外层电子数
核电荷数
排布特点2：原子里 第一层最多排2个电子， 第二层最多排8个电子， 最外层电子数最多不超过 8个（只有1层的不超过2 个电子）。
+11 2 9
+11 2 7 2
【小知识】物质都有趋向于稳定状态的特点
模型图。
1.原子是由 和 构成，原子核由
成。
2、原子核外电子是
排布的。
3、
叫离子。
叫阳离子，
叫阴离子。
4、相对原子质量选取的标准是
和构 。
一、原子的结构
原子核 原子
质子 中子
核外电子
提问展示
你能总结出 哪些规律？
表4-2几种原子的构成
微粒 质子数 中子数 电子数
原子种类
氢原子 1
0
1
碳原子 6
学习重点： 1、原子的构成，相对原子质量。 2、核外电子的排布。
学习难点：离子形成过程。
子的构成。 2、观察原子结构示意图，试着找出其中规律。 3、划出离子的概念及离子的分类。 4、找出课本中相对原子质量的定义。
自学时间：5分钟
自学内容：课本53页——56页
自学方法：1、阅读课本，完成自学检测。 2、小组讨论原子的核外电子排布，形成原子
原子也不例外，也有趋向于稳定结构的特 点。那么，什么样的结构才是原子的稳定 结构呢？
氦(He)
氖(Ne)
氩(Ar)
【稳定结构】像稀有气体元素原子这样的结构
叫8电子稳定结构。若只有一个电子层，则2
电子也是稳定结构（如： He）。
第6章 原子的壳层结构
3 电子填充壳层的次序 电子填充壳层的次序--------是从低能级到高能级 是从低能级到高能级 比较能级高低的经验公式 主量子数 n 决定 能级高低
D = n + 0.7 l
影响 角量子数 l
一般按填满最低的主壳层，再填满高能级主壳层， 一般按填满最低的主壳层，再填满高能级主壳层，但是 后填d. 对3d 和4s，4d和5s，5d和6s. 先填 s后填 ， 和 ， 和 后填 例如: 例如 4s 和3d,
ml ms Z 2 8 18 1(k) 0(s) 0(s) 0 0 -1 2 (L) 1(p) 0 1 0(s) 0 -1 1(p) 0 1 -2 -1 3 (M) 2(d) 0 1 2
2) 能量最低原理 原子处于正常状态时， 原子处于正常状态时，每个电子都趋向占据可能的最低能级 可见，原子中每个由一组量子数 可见，原子中每个由一组量子数(n, l, m, ms )决定的状态只允许 决定的状态只允许 一个电子占据，同时，电子先占据能量最低的状态，即主量子 一个电子占据，同时，电子先占据能量最低的状态， 最小的状态。 数n最小的状态。 最小的状态
K L M N O P Q
0 S 2 2 2 2 2 2 2
1 p
2 d
3 f
4 g
5 h
6 I
Zn
2 8 18 32 50
6 6 6 6 6 6
10 10 10 10 10
14 14 14 14
18 18 18 22 22 26
72 98
主壳层：最多的电子数 壳层最多可容纳2个电子 主壳层：最多的电子数2n2, K壳层最多可容纳 个电子，L壳层最多可容纳 壳层最多可容纳 个电子， 壳层最多可容纳 8个电子，M壳层可容纳 个电子，等等 个电子， 壳层可容纳 个电子， 壳层可容纳18个电子 个电子 子壳层：最多的电子数2(2l+1). S子壳层最多可容纳 个电子， 子壳层最多可容纳 个电子， 子壳层：最多的电子数 子壳层最多可容纳2个电子 P子壳层 个，d子壳层 个,f子壳层 个…等等 子壳层6个 子壳层10个 子壳层 子壳层14个 等等 等等. 子壳层 子壳层 满壳层：主壳层的电子数等于 满壳层：主壳层的电子数等于2n2的壳层称为满壳层
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第七章 原子的壳层结构
(Chapter 7 The lamella Structure of Atom)
[教学内容]
§7.1 原子性质的周期性变化．
§7.2 原子的电子壳层结构．
§7.3 原子基态的电子组态．
§7.4 原子基态光谱项的确定．
[教学重点] 玻尔对元素周期表的解释; 电子填充壳
层的原则；莫色勒定律.Fra bibliotek• 二．电子填充壳层结构的原则
• 1．泡利不相容原理：在一个原子中，不可能有两个或 两个以上的电子具有完全相同的状态(完全相同的四个 量子数)。
• 2．能量最小原理：电子按能量由低到高的次序填充各 壳层。
原子的壳层结构
10
原子的壳层结构
11
• 三．各元素的原子壳层结构 • 1．第一周期：从n=1的K壳层填起。 • 2．第二周期：从n=2的L壳层填起。 • 3．第三周期：从n=3的M壳层填起。
• 目前，最新统计结果，共发现114种元素，1994年 底是111种。这114种元素中有92种是天然存在的， 其于的是人工制造的。这些元素都被人们按照门捷 列夫的方法填在了周期表的适当位置上，构成了我 们现在使用的元素周期表。
原子的壳层结构
3
原子的壳层结构
4
特点
１．按周期表排列的元素，原子序数＝核外电子数 ＝质子数或原子核的电荷数。
原子的壳层结构
6
原子体积，体胀系数和压缩系数对Z的标绘
也都显示出相仿的周期性的变化。
原子的壳层结构
7
三、 课堂反馈
思考与讨论：
１．为什么元素性质按周期表顺序会出现出现周期性 的变化？
２．为什么每个周期的元素为２，８，８，１８， １８…
３．为什么有过渡族元素和稀土元素？
这些问题都必须从原子结构去了解．只有对原 子结构有了彻底的认识，才能从本质上认识元素周 期表。
原子的壳层结构
8
四、 课堂小结
元素周期表的排布原则 元素性质的周期性变化
五、布置作业
1. 小论文：元素周期表对发现新元素有何作用？ 2. 预习下一节，思考
（1）一个电子的状态需由几个量子数确定？如何确 定电子状态的量子数？ （2） 泡利不相容原理与能量最低原理的物理意义。
原子的壳层结构
9
§7.2 元素周期表
• 一．元素周期表
• 将元素按核电荷数的大小排列起来，其物理、化学性质 将出现明显的周期性。
• 同族元素的性质基本相同。
• 玻尔：原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的 电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填 充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子 最外层的电子即价电子的数目。
１．性质与原子量的递增次序有矛盾时，以元素性质为 主．如：
K(钾）和Ar（氩）；Co( 钴）和Ni(镍）； Te(蹄）和I(碘）均调换了位置
原子的壳层结构
2
２．预言三种元素的存在，在表中留了空位，预言了 它们的性质：
Ga(镓），Sc(钪）， Ge(锗）1875－1886年间被 陆续发现。后人又陆续发现了许多新元素，相继填充 到周期表中。
２．共有七个周期，每个周期元素２、８、８、 １8、１８、３２、２8。
３．有过度族元素和稀土元素。
４．竖的称为列或族，有８个主族和８个副族。
５．每个周期从金属元素开始到惰性气体为止．表中 左下部大半是金属，右上半部分是非金属。
原子的壳层结构
5
二、元素性质的周期性变化
按周期表排列的元素，其性质出现周期性的变化： １．元素的化学性质出现周期性的变化。 ２．元素的光谱性质出现周期性的变化。 ３．元素的物理性质显示周期性的变化。
[教学难点] 原子基态电子填充壳层的顺序;莫色勒定
律．
原子的壳层结构
1
§ 7. 1 元素性质的周期性 (The periodic variety of elementary property)
一、元素周期表
1869年俄国化学家门捷列夫经过长期的研究发现元素 的性质随着原子量的递增而发生周期性变化，他把当时 已发现的63种元素按原子量的递增顺序排成一 行，并将 性质相似的元素排在一个列中，编成了元素周期表。
原子的壳层结构
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(Chapter 7 The lamella Structure of Atom)
[教学内容]
§7.1 原子性质的周期性变化．
§7.2 原子的电子壳层结构．
§7.3 原子基态的电子组态．
§7.4 原子基态光谱项的确定．
[教学重点] 玻尔对元素周期表的解释; 电子填充壳
层的原则；莫色勒定律.Fra bibliotek• 二．电子填充壳层结构的原则
• 1．泡利不相容原理：在一个原子中，不可能有两个或 两个以上的电子具有完全相同的状态(完全相同的四个 量子数)。
• 2．能量最小原理：电子按能量由低到高的次序填充各 壳层。
原子的壳层结构
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原子的壳层结构
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• 三．各元素的原子壳层结构 • 1．第一周期：从n=1的K壳层填起。 • 2．第二周期：从n=2的L壳层填起。 • 3．第三周期：从n=3的M壳层填起。
• 目前，最新统计结果，共发现114种元素，1994年 底是111种。这114种元素中有92种是天然存在的， 其于的是人工制造的。这些元素都被人们按照门捷 列夫的方法填在了周期表的适当位置上，构成了我 们现在使用的元素周期表。
原子的壳层结构
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原子的壳层结构
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特点
１．按周期表排列的元素，原子序数＝核外电子数 ＝质子数或原子核的电荷数。
原子的壳层结构
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原子体积，体胀系数和压缩系数对Z的标绘
也都显示出相仿的周期性的变化。
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三、 课堂反馈
思考与讨论：
１．为什么元素性质按周期表顺序会出现出现周期性 的变化？
２．为什么每个周期的元素为２，８，８，１８， １８…
３．为什么有过渡族元素和稀土元素？
这些问题都必须从原子结构去了解．只有对原 子结构有了彻底的认识，才能从本质上认识元素周 期表。
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四、 课堂小结
元素周期表的排布原则 元素性质的周期性变化
五、布置作业
1. 小论文：元素周期表对发现新元素有何作用？ 2. 预习下一节，思考
（1）一个电子的状态需由几个量子数确定？如何确 定电子状态的量子数？ （2） 泡利不相容原理与能量最低原理的物理意义。
原子的壳层结构
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§7.2 元素周期表
• 一．元素周期表
• 将元素按核电荷数的大小排列起来，其物理、化学性质 将出现明显的周期性。
• 同族元素的性质基本相同。
• 玻尔：原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的 电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填 充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子 最外层的电子即价电子的数目。
１．性质与原子量的递增次序有矛盾时，以元素性质为 主．如：
K(钾）和Ar（氩）；Co( 钴）和Ni(镍）； Te(蹄）和I(碘）均调换了位置
原子的壳层结构
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２．预言三种元素的存在，在表中留了空位，预言了 它们的性质：
Ga(镓），Sc(钪）， Ge(锗）1875－1886年间被 陆续发现。后人又陆续发现了许多新元素，相继填充 到周期表中。
２．共有七个周期，每个周期元素２、８、８、 １8、１８、３２、２8。
３．有过度族元素和稀土元素。
４．竖的称为列或族，有８个主族和８个副族。
５．每个周期从金属元素开始到惰性气体为止．表中 左下部大半是金属，右上半部分是非金属。
原子的壳层结构
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二、元素性质的周期性变化
按周期表排列的元素，其性质出现周期性的变化： １．元素的化学性质出现周期性的变化。 ２．元素的光谱性质出现周期性的变化。 ３．元素的物理性质显示周期性的变化。
[教学难点] 原子基态电子填充壳层的顺序;莫色勒定
律．
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§ 7. 1 元素性质的周期性 (The periodic variety of elementary property)
一、元素周期表
1869年俄国化学家门捷列夫经过长期的研究发现元素 的性质随着原子量的递增而发生周期性变化，他把当时 已发现的63种元素按原子量的递增顺序排成一 行，并将 性质相似的元素排在一个列中，编成了元素周期表。
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