化学 选修3 第一章第一节原子结构课件 (123)

整个原子的能量处于最低状态，简 称能量最低原理
试书写N、Cl、K、26Fe原子 的 核外电子排布式
思考与交流
•电子排布式可以简化，如可以 把钠的电子排布式写成【Ne】 3s1。试问：上式方括号中的 符号的意义是什么？你能仿照 钠原子的简化电子排布式写出 O、Si、Fe的简化电子排布式 吗？
１．道尔顿的原子学说曾经起了很大的 作用。他的学说中主要有下列三个论点： ①原子是不能再分的微粒；②同种元素 的原子的各种性质和质量都相同；③原 子是微小的实心球体。从现代原子—— 分子学说的观点看，你认为不正确的是 （ D ） A 只有① B 只有② C 只有③ D ①②③
２．在同一个原子中，离核越近、n越小 的电子层能量 越低。在同一电子层中， 各亚层的能量按s、p、d、f的次序 增大 。 ３．理论研究证明，多电子原子中，同 一能层的电子，能量也可能不同，还可 以把它们分成能级，第三能层有3个能级 3P 分别为 3S 。 3d
三.能量最低原理
★原子的电子排布遵循构造原
s d g
1×2＝2
p 5×2＝10 f
3×2＝6 7×2＝14
9×2＝18
三、构造原理
原子核外电子排布必须遵循 一定的排布顺序 —构造原理
核 构外 造电 原子 理排 图布 的
1s---2s---2p---3s---3p---4s---3d--4p---5s---4d---存在着能级交错
★原子的电子排布遵循构造原理使
的电子的能量也可能不同，可以将它们 分为不同的能级．（既亚层）。 规定，任一能层的能级总是从 s 能级 开始，依次称p、d、f、g能级……
能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … 最多 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 电子 数
A
பைடு நூலகம்
5．“各能级最多容纳的电子数， 是该能级原子轨道数的二倍”， 支撑这一结论的理论是（ B） A．构造原理 B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态；
2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；
1．基态原子与激发态原子
处于最低能量的原子叫做基态原子
当基态原子的电子吸收能量后， 电子会跃迁到较高能级，变成 激发态原子
不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或释放不同的能量 表现为光的形式
用光谱仪摄取 得到各种元素的电子的 吸收光谱或发射光谱
可利用原子光谱上的特征谱线来鉴 定元素，称为光谱分析
课堂练习
电子 数
2 2n
核外电子的排布规律:
（1）先排能量低的电子层，再排能量高 的电子层，由里往外。 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个。 （3）最外层电子数不超过8个（K层为 最外层时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第 三层不超过32个。
………………
2、能级:在多电子原子中，同一能层
宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸
大爆炸后约2小时，诞生了大量的H， 少量的He和极少量的Li
我们今天熟悉的各种元素（原子）， 都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学 变化，分批分期合成而来的
1、 氢元素是宇宙中最丰富的元素。 2、宇宙年龄距今约140亿年，地 球年龄已有46亿年。 3、地球上的元素绝大多数是金属， 非金属仅有22种。
近 代 原 子 论
发 现 电 子
带 核 原 子 结 构 模 型
轨 道 原 子 结 构 模 型
电 子 云 模 型
人类探索物质结构的历史
原子结构的衍变过程 德谟克利特的古代原子学说
道尔顿的近代原子学说（模型）
汤姆生原子模型 卢瑟福原子模型
玻尔原 子模型
电子云模型
一 、开天辟地—原子的诞生
现代大爆炸宇宙学理论——
P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大
科学探究
观察图1-14，这些图称为原子的
电子轨道表示式
1．每个原子轨道最多只能容纳几 个电子？
电子层 1 2
3 4 n
原子轨 原子轨 道类型 道数目
1s 2s，2p 3s,3p,3d 4s,4p,4d,4f ——
可容纳 电子数
2
1
4 9 16 n2
8
18 32 2n2
D
★核外电子排布规则:
1.能量最低原理 2.泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳 自旋方向 相反 的电子。 2 个
3.洪特规则
电子排布在同一能级时，总优先单 独占据一个轨道，且自旋方向相同。
4.补充规则
全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0）
半充满（p3，d5，f7）
例：
24
Cr原子的电子排布图:
22s22p63s23p63d54s1 1s
44s2 不是3d
注意
小结：
1．各原子轨道的能量高低比较
（1）ns<np<nd<nf
（2）1s<2s<3s<4s （3）同一能层同一能级的各原子 轨道能量相等： 2Px＝2Py＝2Pz
3．下列有关认识正确的是（ ） A．各能级的原子轨道数按s、p、 d、f 的顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能 级结束 C．各能层含有的能级数为n—1个 D．各能层含有的电子数为2n2
宏观物体的运动特征：
•可以准确地测出它们在某一时刻 所处的位置及运行的速度； •可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：
电子的质量很小，只有9.11×10-31 千克； 核外电子的运动范围很小（相对于 宏观物体而言）； 电子的运动速度很大； 测不准
1、电子云
图中
表示原子核，一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
第一章原子结构与性质
第一节原子结构
原子概念和原子结构模型 演变简介
1．公元前5世纪，希腊哲 学家德谟克利特等人认为 ： 万物是由大量的不可分割 的微粒构成的，即原子。
2．19世纪初，英国科学家道尔顿提出近 代原子学说，他认为原子是微小的不可 分割的实心球体。
道尔顿原子学说
1、一切物质都是由不可见的、不可 分割的原子组成，原子不可自生自灭 2、同种类的原子在质量、形状和性质 上完全相同，不同种类的原子则不同 3、每一种物质都是由它自己的原子构 成。单质是由简单原子组成，化合物 是由复杂原子组成。复杂原子的质量 等于组成它的简单原子的质量总和。
A
4．按能量由低到高的顺序排列， 正确的一组是（ ） C A．1s、2p、3d、4s B．1s、2s、3s、2p C．2s、2p、3s、3p D．4p、3d、4s、3p
6．电子排布在同一能级时，总是（ ） A．优先单独占据不同轨道，且自旋方向 相同 B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向 相反 C．自由配对，优先占据同轨道，且自旋 方向相同 D．自由配对，优先占据同一轨道，且自 旋方相反
• 练习
1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的 是（ ） A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子 核周围，故称电子云 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上 的电子只能在球壳内运动 C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的 增加，p能级原子轨道也在增多 D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道 的平均半径随能层的增大而增大
学与问
1、原子核外电子的每一个能层最 多可容纳的电子数与能层的序数 (n)间存在什么关系？ （2n2 ） 2、不同能层分别有多少个能级， 与能层的序数间存在什么关系？
（所含能级个数＝能层序数 n）
3、英文字母相同的不同能级中所 能容纳的最多电子数是否相同？ ★不同能层中的s、p、d、f、g能级最 多能容纳的电子数是相同的，各为：
1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态；
2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
五、电子云与原子轨道
思考: 宏观物体与微观物体（电子） 的运动有什么区别?
3．1897年英国科学家汤姆生发现了电子。
原子是一个平均分配着正电荷的粒子， 其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷， 从而形成中性原子
4．1911年，英国物理学家卢瑟福— 电子绕核旋转的原子结构模型
5．1913年，丹麦科学家玻尔—核外电 子分层排布的原子结构模型
6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家 薛定谔等人以量子力学为基础—电子云 模型
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
2．图1和图2分别是1s电子的概率概率分布 图和原子轨道图。下列有关认识正确的是 （ ） A．图1中的每个小黑点表示1个电子 B．图2表示1s电子只能在球体内出现 C．图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴 D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在 核外所处的位置
小黑点的疏密表示电子在核外空间 单位体积内出现的概率的大小。
1s电子在原子核外 出现的概率分布图
★量子力学中将
这种电子云轮廓 图称为
“原子轨道”
2、原子轨道 a．s电子的原子轨道（电子云）形 状 是以原子核为中心的球体，只有 一个伸展方向
b．p电子云/原子轨道的形状是纺锤形 （或称为哑铃形），其伸展方向是互向 垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。
2．当电子排在同一个能级内时， 有什么规律？
小结： 1．各原子轨道的能量高低比较
（1）ns<np<nd<nf
（2）1s<2s<3s<4s （3）同一能层同一能级的各原子 轨道能量相等： 2Px＝2Py＝2Pz
原子的结构
原子核
质子
原子
中子 核外电子
核电荷数=核内质子数=核外电子数
质量数=质子数+中子数
二、能层与能级
1 能层：按原子核外电子能 量的差异，可以将核外电子 分为不同的能层．即电子层。
能层（既电子层）
能层 符号 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O … … n
2×12 2×22 2×32 2×42 2×52 最多
理使整个原子的能量处于最低 状态，简称能量最低原理
１．下列各原子的电子排布正确的 是（ BD ） A.Be B.C 1s22s22p2 C.He 1s12s1 D.Cl 1s22s22p63s23p5 2.书写下列原子的电子排布式
S Fe Sc V Se Ga Br
22s12p1 1s
3．下列各原子或离子的电子 排布式错误的是（ D ） A Al 1s22s22p63s23p1 222s22p6 B O 1s C Na+ 1s22s22p6 22s22p2 D Si 1s
２．在同一个原子中，离核越近、n越小 的电子层能量 越低。在同一电子层中， 各亚层的能量按s、p、d、f的次序 增大 。 ３．理论研究证明，多电子原子中，同 一能层的电子，能量也可能不同，还可 以把它们分成能级，第三能层有3个能级 3S 3P 分别为_______3d 。
四、基态与激发态、原子光谱