高中化学 1.1原子结构课件 新人教版选修3.ppt

第一节第一节 原子结构原子结构原子的构成是怎原子的构成是怎样的？的？写出写出Na的原子的原子结构示意构示意图提示提示　　 什么是焰色反什么是焰色反应？？提示提示　焰色反应是某些金属元素的单质或它们的化合物在　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．．了解原子核外了解原子核外电子的能子的能级分布，能根据构造原理用分布，能根据构造原理用电子排子排布式表示常布式表示常见元素元素(1～～36号号)原子核外原子核外电子的排布子的排布了解核外了解核外电子的运子的运动状状态了解原子核外了解原子核外电子在一定条件下会子在一定条件下会发生生跃迁，了解其迁，了解其简单应用了解泡利原理和洪特了解泡利原理和洪特规则1．．2．．3．．4．．能层能层多电子原子中，按电子的多电子原子中，按电子的_____差异，可以将核外电子分差异，可以将核外电子分成不同的能层，并用符号成不同的能层，并用符号___________________________表示相应的第一、二、三、四、五、六、七表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层。

能层多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能_____，还，还可以把它们分成可以把它们分成_____，能级符号的顺序是，能级符号的顺序是ns、、np、、nd、、nf(n为能层序数为能层序数)，任一能层的能级总是从，任一能层的能级总是从___能级开始，而能级开始，而且能级数等于该且能级数等于该__________笃学笃学一　一　能层与能级能层与能级1.2．能级．能级能量能量K、、L、、M、、N、、O、、P、、Q……不同不同能能级s能能层序数序数能层、能级与最多容纳的电子数能层、能级与最多容纳的电子数(1)以以s、、p、、d、、f……排序的各能级最多可容纳的电子数依排序的各能级最多可容纳的电子数依次为次为1、、3、、5、、7……的的___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序数(n)间存在的关系是间存在的关系是_____3．．22n2(1)含含义：：随着原子随着原子_____的的递增，增，绝大多数元素的原子核外大多数元素的原子核外电子将子将遵循以下遵循以下顺序填充到各能序填充到各能级中：中：1s、、2s、、2p、、3s、、3p、、4s、、____、、4p、、5s、、____、、5p、、6s、、____、、____、、____、、7s……这个排列个排列顺序被称序被称为构造原理。

构造原理笃学二笃学二　　构造原理构造原理1. 构造原理构造原理序数序数3d4d4f5d6p(2)构造原理示意构造原理示意图(1)元素原子的元素原子的电子排布式中能子排布式中能级符号右上角的数字是符号右上角的数字是该能能级上上_____________钾原子的原子的电子排布式子排布式为_________________2)为了了书写方便，通常写方便，通常还会将会将电子排布式子排布式进行行简化，用稀化，用稀有气体有气体结构代替已构代替已经充充满的的电子子层示例：Fe 1s22s22p63s23p63d64s2，，简化化电子排布式是子排布式是__________2．电子排布式．电子排布式排布的排布的电子数子数1s22s22p63s23p64s1Ar]3d64s2能量最低原理、基态与激发态能量最低原理、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，简称能量最低原理；处于_________的原子叫的原子叫做基态原子；当基态原子的电子做基态原子；当基态原子的电子_____能量后，电子会跃能量后，电子会跃迁到迁到_________，变成激发态原子。

变成激发态原子光谱光谱不同元素原子的不同元素原子的电子子发生生跃迁迁时会吸收或会吸收或释放不同的光，放不同的光，可以用光可以用光谱仪摄取各种元素的取各种元素的电子的子的_____光光谱或或_____光光谱，，总称原子光称原子光谱在现代化学中，常利用原子光代化学中，常利用原子光谱上的上的特征特征谱线来来鉴定元素，称定元素，称为_________笃学三笃学三　　能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱1.2．．最低状最低状态最低能量最低能量吸收吸收较高能高能级吸收吸收发射射光光谱分析分析电子云电子云(1)电子在核外空间做高速运动，电子在核外空间做高速运动，_____(填填“有有”或或“没有没有”)确确定的轨道，只能确定它在原子核外各处出现的定的轨道，只能确定它在原子核外各处出现的_____，得，得到的概率分布图看起来像一片云雾因而被形象地称作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绘制电子云轮廓图是为了表达_________________，给，给出电子在核外空间里经常出现的出电子在核外空间里经常出现的_____，对核外电子的空，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。

间运动状态有一个形象化的简便描述3)s电子云是电子云是___形的形的(原子核位于球心原子核位于球心)，能层序数，能层序数n越大，越大，电子云半径电子云半径_____；；p电子云是电子云是_____形的，每个形的，每个p能级有能级有___个原子轨道，它们相互个原子轨道，它们相互_____，分别以，分别以___________为为符号笃学四笃学四　　 电子云与原子轨道电子云与原子轨道1.没有没有概率概率电子云子云电子云子云轮廓的形状廓的形状区域区域球球越大越大哑铃垂直垂直px、、py、、pz3泡利原理和洪特规则泡利原理和洪特规则(1)____________________________________________________，这个原理是由，这个原理是由_____首先提出的，称为首先提出的，称为_____原理在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是_____的，自旋只的，自旋只有两种状态：有两种状态：___________和和___________2)______________________________________________________________________________，这个规则是由，这个规则是由_____首首先提出的，称为先提出的，称为_____规则。

规则2．．1个原子个原子轨道里最多只容道里最多只容纳2个个电子，而且自旋状子，而且自旋状态相反相反泡利泡利泡利泡利不同不同顺时针状状态逆逆时针状状态当当电子排布在同一能子排布在同一能级的不同的不同轨道道时，，总是是优先先单独独占据一个占据一个轨道，而且自旋状道，而且自旋状态相同相同洪特洪特洪特洪特 (1)现代大爆炸宇宙学理代大爆炸宇宙学理论认为，我，我们所在的宇宙所在的宇宙诞生于一次生于一次________3)____元素是宇宙中最丰富的元素，地球上的元素元素是宇宙中最丰富的元素，地球上的元素绝大多大多数是数是____，非金属，非金属(包括稀有气体包括稀有气体)仅____种提示提示　　(1)大爆炸　大爆炸　(2)氢　氦　锂　融合　氢　氦　锂　融合　(3)氢　金属　氢　金属　22【【慎思慎思1】】 不同能不同能级的能量有什么关系？的能量有什么关系？提示　提示　(1)在每一个能层中，能级符号顺序为在每一个能层中，能级符号顺序为ns、、np、、nd、、nf……(n代表能层代表能层)，能量依次升高，即在第，能量依次升高，即在第n层中，不同能级的层中，不同能级的能量大小顺序是能量大小顺序是E(ns)

电子排布图可以体现泡利原理、能量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，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氮原子的轨道表示式是 ，在电，在电子排布图中，用每个方框子排布图中，用每个方框(或圆圈或圆圈)表示一个轨道，用表示一个轨道，用↑和和↓表示电子的不同自旋状态表示电子的不同自旋状态慎思慎思5】】基基态与激与激发态原子之原子之间有什么关系？有什么关系？【【慎思慎思4】】 分分别画出氮原子的原子画出氮原子的原子结构示意构示意图，，电子排布式及子排布式及电子排布子排布图提示提示　氮原子结构示意图表示为　氮原子结构示意图表示为 ；氮电子；氮电子排布式表示为　排布式表示为　1s22s22p3；用电子排布图表示为；用电子排布图表示为 慎思慎思6】】能级表示方法及各能级所能容纳的最多电子数能级表示方法及各能级所能容纳的最多电子数要点一要点一 | 能层与能级之间的关系能层与能级之间的关系1．．各能层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数各能层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数电子子层原子原子轨道道类型型原子原子轨道数目道数目 可容可容纳电子数子数11s1222s，，2p4833s，，3p，，3d91844s，，4p，，4d，，4f1632n－－n22n22．．下列有关下列有关认识正确的是正确的是 (　　　　)。

A．各能．各能级的原子的原子轨道数按道数按s、、p、、d、、f的的顺序依次序依次为1、、 3、、5、、7B．各能．各能层的能的能级都是从都是从s能能级开始至开始至f能能级结束束C．各能．各能层含有的能含有的能级数数为n－－1D．各能．各能层含有的含有的电子数子数为2n2解析解析　各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当　各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝＝1时，它只有一个时，它只有一个s能级，当能级，当n＝＝2时，含有两个能级分别为时，含有两个能级分别为s、、p能级，所以能级，所以B、、C都不正确；都不正确；D选项中每个能层最多能填选项中每个能层最多能填充充2n2个电子，但不是一定含有个电子，但不是一定含有2n2个电子答案答案　　A【【例例1】】►本题中的本题中的D选项是一个易错点，在电子排布时，从选项是一个易错点，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，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所以在填充时只能是最多能填充2n2个电子，而不是个电子，而不是一定，如当某个能层是最外层时最多只能填充一定，如当某个能层是最外层时最多只能填充8个电个电子。

子某元素原子的核外有三个能某元素原子的核外有三个能层，最外能，最外能层有有4个个电子，子，该原子核内的原子核内的质子数子数为 (　　　　)A．．14 B．．15 C．．16 D．．17解析解析　原子核外共有三个电子层，最内层只有　原子核外共有三个电子层，最内层只有1s能级，可能级，可容纳容纳2个电子，第二层有个电子，第二层有2s、、2p两个能级，可容纳两个能级，可容纳1×2＋＋3×2＝＝8个电子，最外层有个电子，最外层有4个电子，所以该原子核外有个电子，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答案答案　　A【【体验体验1】】►能量最低原理能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后：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泡利原理：每个原子：每个原子轨道里最多只能容道里最多只能容纳两个两个电子，且自子，且自旋方向不同如旋方向不同如2s轨道上的道上的电子排布子排布为，不能表，不能表示示为 。

要点二要点二 | 原子核外电子排布所遵循的原理原子核外电子排布所遵循的原理1．．2.洪特规则洪特规则：原子核外电子在同一能级的不同轨道上排布时，：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的电子排布为的电子排布为 ，不能表示为，不能表示为 或或注：当能量相同的原子轨道在全满注：当能量相同的原子轨道在全满(p6、、d10、、f14)、半满、半满(p3、、d5、、f7)和全空和全空(p0、、d0、、f0)状态时，体系的能量最低，这一点违状态时，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：反了洪特规则，可看成是洪特规则的特例如：24Cr的电子排的电子排布式：布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、、4s1均为半充满稳定均为半充满稳定)；；29Cu的电子排布式：的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10为全充满稳定，为全充满稳定，4s1为半充满稳定为半充满稳定)3．．下列原子的外下列原子的外围电子排布式子排布式(或外或外围电子排布子排布图)中，中，哪一种状哪一种状态的能量的能量较低？低？(1)氮原子：氮原子：(2)钠原子：原子：A.3s1　　B．．3p1(3)铬原子：原子：A.3d54s1　　B．．3d44s2(4)碳原子：碳原子：【【例例2】】►解析解析　本题考查的是核外电子排布所遵循原理的知识。

据　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，故占不同的原子轨道，且自旋方向相同，故(1)选选B4)选选A；根据能量最低原理，核外电子先占据能量低的轨道，再；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，占据能量高的轨道，(2)中由于中由于3s轨道的能量低于轨道的能量低于3p轨道的，轨道的，故选故选A；；(3)中中A的的3d5为半充满状态，为相对稳定的状态，为半充满状态，为相对稳定的状态，所以选所以选A答案答案　　(1)B　　(2)A　　(3)A　　(4)A 下列各原子或离子的下列各原子或离子的电子排布式子排布式错误的是的是 (　　　　)A．．Na＋＋　　1s22s22p6 B．．F　　1s22s22p5C．．Cl－－　　1s22s22p63s23p5 D．．Ar　　1s22s22p63s23p6解析解析　本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数　本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。

s能级最多容纳能级最多容纳2个电子，个电子，p能级最多可容纳能级最多可容纳6个电子；电子个电子；电子总是从能量低的能层、能级排列，总是从能量低的能层、能级排列，Cl－－应是应是Cl原子得一个原子得一个电子形成的稳定结构，所以电子形成的稳定结构，所以Cl－－的电子排布式应为的电子排布式应为1s22s22p63s23p6答案答案　　C【【体验体验2】】►实验探究一　过渡元素的核外电子排布规律实验探究一　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三层的电子可以失去2)第第ⅠA、、ⅡA族除一、二周期外其次外电子层都有族除一、二周期外其次外电子层都有8个电子；个电子；第第ⅢA到零族除短周期外，其次外层电子数皆为到零族除短周期外，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过渡元素最外层电子数不超过2个，次外层一般不饱和，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。

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成为价电子，因此过渡元素通常有变价探究原理探究原理】】下表列出了核下表列出了核电荷数荷数为21～～25的元素的最高正化合价，回的元素的最高正化合价，回答下列答下列问题：：(1)写出下列元素基写出下列元素基态原子的核外原子的核外电子排布式；子排布式；Sc____________________，，Ti____________________，，V____________________，，Mn____________________问题探究问题探究】】元素名称元素名称钪钛钒铬锰元素符号元素符号ScTiVCrMn核核电荷数荷数2122232425最高正价最高正价＋＋3＋＋4＋＋5＋＋6＋＋7(2)已知基已知基态铬原子的原子的电子排布是子排布是1s22s22p63s23p63d54s1，并，并不符合构造原理人不符合构造原理人们常常会碰到客常常会碰到客观事事实与理与理论不相吻不相吻合的合的问题，当你遇到，当你遇到这样的的问题时，你的，你的态度是度是______________________________________________________。

3)对比上述五种元素原子的核外比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正子排布与元素的最高正化合价，你化合价，你发现的的规律是律是________________________；；出出现这一一现象的原因是象的原因是____________________________思路点拨思路点拨　判断某些元素核外电子的排布情况，一要熟练　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律性，同时还应注意在核外电子排布中的特例答案答案　　(1)1s22s22p63s23p63d14s2或或[Ar]3d14s21s22s22p63s23p63d24s2或或[Ar]3d24s21s22s22p63s23p63d34s2或或[Ar]3d34s21s22s22p63s23p63d54s2或或[Ar]3d54s2(2)尊重客观事实，注意理论适用范围，掌握特例等尊重客观事实，注意理论适用范围，掌握特例等(3)五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层高能层s电子和次高能层电子和次高能层d电子数目之和　能级交错使得电子数目之和　能级交错使得d电子也参与了化学反应电子也参与了化学反应。