2015-2016学年高二化学人教版选修3幻灯片：1-1-原子结构(30张ppt)

第一节 原子结构,原子的构成是怎样的？ 写出Na的原子结构示意图。 提示 。 什么是焰色反应？ 提示 焰色反应是某些金属元素的单质或它们的化合物在灼烧时，使火焰呈现特殊的颜色的性质。,1,2,3,了解原子核外电子的能级分布，能根据构造原理用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。 了解核外电子的运动状态。 了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 了解泡利原理和洪特规则。,1,2,3,4,能层 多电子原子中，按电子的_差异，可以将核外电子分成不同的能层，并用符号_表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层。 多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能_，还可以把它们分成_，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf(n为能层序数)，任一能层的能级总是从_能级开始，而且能级数等于该_,1.,2能级,能量,K、L、M、N、O、P、Q,不同,能级,s,能层序数,能层、能级与最多容纳的电子数 (1)以s、p、d、f排序的各能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7的_倍。 (2)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是_。,3,2,2n2,(1)含义： 随着原子_的递增，绝大多数元素的原子核外电子将遵循以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、_、4p、5s、_、5p、6s、_、_、_、 7s这个排列顺序被称为构造原理。,1. 构造原理,序数,3d,4d,4f,5d,6p,(2)构造原理示意图,(1)元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上_。钾原子的电子排布式为_。 (2)为了书写方便，通常还会将电子排布式进行简化，用稀有气体结构代替已经充满的电子层。示例：Fe 1s22s22p63s23p63d64s2，简化电子排布式是_。,2电子排布式,排布的电子数,1s22s22p63s23p64s1,Ar3d64s2,能量最低原理、基态与激发态 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于 _，简称能量最低原理；处于_的原子叫做基态原子；当基态原子的电子_能量后，电子会跃迁到_，变成激发态原子。 光谱 不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的_光谱或_光谱，总称原子光谱。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为_。,1.,2,最低状态,最低能量,吸收,较高能级,吸收,发射,光谱分析,电子云 (1)电子在核外空间做高速运动，_(填“有”或“没有”)确定的轨道，只能确定它在原子核外各处出现的_，得到的概率分布图看起来像一片云雾。因而被形象地称作_。 (2)绘制电子云轮廓图是为了表达_，给出电子在核外空间里经常出现的_，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。 (3)s电子云是_形的(原子核位于球心)，能层序数n越大，电子云半径_；p电子云是_形的，每个p能级有 _个原子轨道，它们相互_，分别以_为符号。,1.,没有,概率,电子云,电子云轮廓的形状,区域,球,越大,哑铃,垂直,px、py、pz,3,泡利原理和洪特规则 (1)_ _，这个原理是由_首先提出的，称为_原理。在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是_的，自旋只有两种状态：_和_。 (2)_ _，这个规则是由_首先提出的，称为_规则。,2,1个原子轨道里最多只容纳2个电子，而且自旋状态,相反,泡利,泡利,不同,顺时针状态,逆时针状态,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独,占据一个轨道，而且自旋状态相同,洪特,洪特,(1)现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次_。 (3)_元素是宇宙中最丰富的元素，地球上的元素绝大多数是_，非金属(包括稀有气体)仅_种。 提示 (1)大爆炸 (2)氢 氦 锂 融合 (3)氢 金属 22,【慎思1】,不同能级的能量有什么关系？ 提示 (1)在每一个能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf(n代表能层)，能量依次升高，即在第n层中，不同能级的能量大小顺序是E(ns)E(np)E(nd)E(nf) (2)不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如E(1s)E(2s)E(3s)E(4s),【慎思2】,从第几能层开始出现“能级交错”现象的？ 提示 各能级s、p、d、f的能量高低顺序可表示为(n为能层序数)：EnsE(n1)sE(n2)sEnpE(n1)pE(n2)pEndE(n1)dE(n2)dEnfE(n1)fE(n2)f但由构造原理可知，从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序，即产生能级交错现象，可表示为：EnsE(n2)fE(n1)dEnp如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等,【慎思3】,什么是电子排布图？ 提示 电子排布图(或轨道表示式)是用来表示原子核外电子排布的一种图式。电子排布图可以体现泡利原理、能量最低原理和洪特规则等原子核外电子的排布规律。例如， 氮原子的轨道表示式是 ，在电子排布图中，用每个方框(或圆圈)表示一个轨道，用和表示电子的不同自旋状态。,【慎思5】,基态与激发态原子之间有什么关系？,【慎思4】,分别画出氮原子的原子结构示意图，电子排布式及电子排布图。 提示 氮原子结构示意图表示为 ；氮电子 排布式表示为 1s22s22p3；用电子排布图表示为 。,【慎思6】,能级表示方法及各能级所能容纳的最多电子数,1,各能层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数,2,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的顺序依次为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n1 D各能层含有的电子数为2n2 解析 各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n1时，它只有一个s能级，当n2时，含有两个能级分别为s、p能级，所以B、C都不正确；D选项中每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子。 答案 A,【例1】,本题中的D选项是一个易错点，在电子排布时，从低能级开始填充，填满了低能级再填充较高能级，所以在填充时只能是最多能填充2n2个电子，而不是一定，如当某个能层是最外层时最多只能填充8个电子。,某元素原子的核外有三个能层，最外能层有4个电子，该原子核内的质子数为 ( )。 A14 B15 C16 D17 解析 原子核外共有三个电子层，最内层只有1s能级，可容纳2个电子，第二层有2s、2p两个能级，可容纳1×23×28个电子，最外层有4个电子，所以该原子核外有14个电子，又因在原子中核外电子数等于核内质子数，故选A。 答案 A,【体验1】,能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的 状态。 泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳两个电子，且自 旋方向不同。如2s轨道上的电子排布为 ，不能表 示为 。,1,2.,洪特规则：原子核外电子在同一能级的不同轨道上排布时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。如 2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。 注：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，这一点违反了洪特规则，可看成是洪特规则的特例。如：24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满稳定)；29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10为全充满稳定，4s1为半充满稳定)。,3,下列原子的外围电子排布式(或外围电子排布图)中，哪一种状态的能量较低？ (1)氮原子： (2)钠原子：A.3s1 B3p1 (3)铬原子：A.3d54s1 B3d44s2 (4)碳原子：,【例2】,解析 本题考查的是核外电子排布所遵循原理的知识。据洪特规则，电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，故(1)选B。(4)选A；根据能量最低原理，核外电子先占据能量低的轨道，再占据能量高的轨道，(2)中由于3s轨道的能量低于3p轨道的，故选A；(3)中A的3d5为半充满状态，为相对稳定的状态，所以选A。 答案 (1)B (2)A (3)A (4)A,下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ( )。 ANa 1s22s22p6 BF 1s22s22p5 CCl 1s22s22p63s23p5 DAr 1s22s22p63s23p6 解析 本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级最多可容纳6个电子；电子总是从能量低的能层、能级排列，Cl应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。 答案 C,【体验2】,实验探究一 过渡元素的核外电子排布规律 (1)过渡元素的核外电子排布与主族元素不同，其次外层电子数一般不饱和，在发生化学反应时，次外层甚至倒数第三层的电子可以失去。 (2)第A、A族除一、二周期外其次外电子层都有8个电子；第A到零族除短周期外，其次外层电子数皆为18个。 (3)过渡元素最外层电子数不超过2个，次外层一般不饱和，因此过渡元素的阳离子一般不具有稀有气体结构。 (4)过渡元素最外层、次外层甚至倒数第三层上的电子都可成为价电子，因此过渡元素通常有变价。,【探究原理】,下表列出了核电荷数为2125的元素的最高正化合价，回答下列问题： (1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式； Sc_，Ti_， V_，Mn_。,【问题探究】,(2)已知基态铬原子的电子排布是1s22s22p63s23p63d54s1，并不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，当你遇到这样的问题时，你的态度是_ _。 (3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是_； 出现这一现象的原因是_。 思路点拨 判断某些元素核外电子的排布情况，一要熟练掌握原子的核外电子排布式，二要掌握核外电子排布的规律性，同时还应注意在核外电子排布中的特例。,答案 (1)1s22s22p63s23p63d14s2或Ar3d14s2 1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2 1s22s22p6