选修三第一章第一节原子结构.ppt

第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构（第（第1课时）课时）宇宙宇宙大大爆炸爆炸2h2h后后诞生诞生大量大量的的H少量的少量的He极少量极少量的的Li原子核的原子核的熔合反应熔合反应合成合成其其他他元元素素一一. .开天辟地开天辟地——原子的诞生原子的诞生1932年勒梅特首次提年勒梅特首次提出了出了现代宇现代宇宙大爆炸宙大爆炸理论  人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展人类认识原子的过程人类认识原子的过程复习巩固：复习巩固：原子的构成？原子的构成？原子序数原子序数=核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数 A Z N同位素：同位素：Z同同N不同的原子不同的原子周期序数周期序数= 电子电子层数层数=能层数能层数主族主族序数序数= 最最外层电子数外层电子数能层能层序数序数1234567能层能层符号符号KLMNOPQ划分划分依据依据离核远近：离核远近：近近 远远能量高低：能量高低：低低 高高二二. .能层与能级能层与能级（（1）能层）能层——电子层电子层英文字母相同的不同能级中英文字母相同的不同能级中最多电子数最多电子数相同。

相同各能层各能层最多电子数最多电子数=2n2各各能层的能层的能级数能级数=该能层序数该能层序数(n)能层能层KLMN能级能级1s2s2p3s 3p 3d4s 4p4d4f最多最多电子数电子数 根据同一个能层上的多个电子根据同一个能层上的多个电子能量的差异能量的差异，还，还可以把能层划分为不同的可以把能层划分为不同的能级能级2）能级——电子亚层ns﹤ ﹤np﹤ ﹤nd﹤ ﹤ nf2 222 66610 1410讨论：讨论：19号号K的核外电子排布究竟是哪种？的核外电子排布究竟是哪种？观点一：观点一： 1s22s22p63s23p63d1 +192 8 9+192 8 8 1观点二：观点二： 1s22s22p63s23p64s1 12341s2s2p3p3s3d4s4p4d4f能级交错ns﹤ ﹤np﹤ ﹤nd﹤ ﹤ nf三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 1 1、构造原理：、构造原理：具体表现为电子填充顺序：具体表现为电子填充顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样能使整个原子的次进入能量较高的轨道，这样能使整个原子的能能量量处于处于最低状态。

最低状态构造原理是构造原理是绝大多数绝大多数基态原子基态原子核外电子排布核外电子排布所遵循的顺序所遵循的顺序构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由公式得出：低顺序，可由公式得出：n ns<(s<(n n－－2)f<(2)f<(n n－－1)d<1)d

按构造原理填充电子，但要按能层顺序书写1H14Si基态原子电子填充顺序电子排布式1s11s22s22p41s22s22p41s22s22p63s23p2基态原子电子填充顺序电子排布式19K20Ca26Fe 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p64s23d6 1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p64s23d4构造原理1s22s22p63s23p64s13d5 24Cr电子排布式为：电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1洪特规则洪特规则特例特例思考：查阅元素周期表中的24Cr的电子排布情况，是否遵循构造原理？查阅结果绝大多数绝大多数基态原子基态原子都遵循构造原理但少数几个都遵循构造原理但少数几个有有1 1个电子的偏差（铜、银、金、铬）个电子的偏差（铜、银、金、铬）4.4.简化电子排布式简化电子排布式例如例如 Na：：1s22s22p63s1表示钠的表示钠的内层电子排布内层电子排布与稀有气体元素与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。

的核外电子排布相同[Ne]3s1写出写出O O、、SiSi、、FeFe的简化电子排布式的简化电子排布式上式方括号里的符号的意义是：上式方括号里的符号的意义是：该元素的内层电子排布和上周期末稀有气体元素该元素的内层电子排布和上周期末稀有气体元素的电子排布相同的电子排布相同[He]2s22p4[Ne]3s23p2[Ar]3d64s2O：：Si：：Fe：：练习：练习：第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构（第（第2课时）课时）5.5.外围电子排布式外围电子排布式( (价电子构型价电子构型) )价电子层：价电子层：电子在化学反应中可发生变化的电子在化学反应中可发生变化的那部分能级那部分能级19K：：4s117Cl：：3s23p526Fe ：： 3d64s2价电子层主要化合价+1-1、+7+2、+3某元素原子序数为某元素原子序数为2424，试问：，试问：(1)(1)该元素电子排布式：该元素电子排布式：1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1(2)(2)它有它有 个能层；个能层； 个能级；个能级；(3)(3)它的价电子排布式为它的价电子排布式为 ，，价电子数是价电子数是 。

6473d5 5 4s1 1练习：练习：下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s23p4C. Cl- 1s22s22p63s23p5D. Ar 1s22s22p63s23p6BC练习：练习：①核外电子质量小，近光速，没有一定的轨道，只是在离核远近不同的区域运动 1）核外电子运动的特征②无法描述电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现机会的多少(概率) 五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道测不准现代科学家在实验中发现，电子在核周围有的区现代科学家在实验中发现，电子在核周围有的区域出现次数多，有的区域出现次数少，就像域出现次数多，有的区域出现次数少，就像“云云雾雾”笼罩在原子核周围因而笼罩在原子核周围因而19351935年奥地利物理年奥地利物理学家薛定谔提出了现代结构学说学家薛定谔提出了现代结构学说---- ---- “电子云电子云”电子云不同于宏观物体 ②②含义：含义：①①概念概念: :电子在核外出现的电子在核外出现的概率密度概率密度分布的形象化描述。

分布的形象化描述电子云密度大的地方，表明电子在核外电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积单位体积内内出现的出现的机会机会多，反之，出现的多，反之，出现的机会机会少如：如：H的电子云的电子云图图（（2）电子云）电子云看起来像一片云雾电子在原子核外出现概率的统计分布电子在原子核外出现概率的统计分布看起来像一片云雾，形象称为电子云看起来像一片云雾，形象称为电子云图中图中 表示原子核，一个小黑点代表电表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次子在这里出现过一次Ø小黑点的疏密表示电子在小黑点的疏密表示电子在核外空间核外空间单位体积内单位体积内出现的概率的大小出现的概率的大小1s1s电子在原子核外电子在原子核外出现的概率分布图出现的概率分布图★★量子力学中将量子力学中将这种电子云轮廓这种电子云轮廓图称为图称为“原子轨道原子轨道”①①小黑点不表示电子，只表示小黑点不表示电子，只表示电子在这里出现过一次电子在这里出现过一次注意：注意：②②小黑点的疏密表示电子在核外小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少空间单位体积内出现机会的多少③③电子云电子云只是形象地表示电子在只是形象地表示电子在核外空间出现的核外空间出现的概率概率高低高低, ,而实际而实际上并不存在。

上并不存在a．．s电子的原子轨道（电子云）形电子的原子轨道（电子云）形状状 是以原子核为中心的球体，只有是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向一个伸展方向 2 2、原子轨道、原子轨道 b b．．p p电子云电子云/ /原子轨道的形状是纺锤形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（或称为哑铃形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（垂直的三个方向（P Px x、、P Py y、、P Pz z） P电子原子轨道半径同样随着电子原子轨道半径同样随着n增大而增大增大而增大p p能级的原子轨道能级的原子轨道①①形状：纺锤形（哑铃形、形状：纺锤形（哑铃形、8 8字形）②②数目：数目：p p能级共有能级共有3 3个原子轨道个原子轨道, ,相互垂直相互垂直, ,能量相等能量相等 如如2px2px、、2py2py、、2pz2pz③③半径：能层序数半径：能层序数n n越大越大, ,轨道半径越大轨道半径越大d d能级的原子轨道能级的原子轨道①①形状：花瓣形形状：花瓣形②②数目：数目：d d能级共有能级共有5 5个原子轨道个原子轨道, ,能量相等能量相等③③半径：能层序数半径：能层序数n n越大越大, ,轨道半径越大。

轨道半径越大1s2s3s3p4s3d2p原子轨道的原子轨道的表示及排序表示及排序能量①每个轨道里排几个电子？②多个电子在能量相同的轨道里又是怎样排布的？第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构（第（第3课时）课时）1.1.泡利不相容原理泡利不相容原理 同一个原子轨道中同一个原子轨道中最多最多只能容纳只能容纳2 2个个电电子，且这子，且这2 2个电子的自旋个电子的自旋方向必须相反方向必须相反此时原子此时原子的总能量的总能量最低，体最低，体 系最稳定系最稳定六、核外电子排布规律六、核外电子排布规律↑1s2He轨道表示式轨道表示式↑↓1s1H轨道表示式轨道表示式3Li轨道表示式轨道表示式↑↓↑1s2s4Be轨道表示式轨道表示式↑↓1s↑↓2s5B 轨道表示式轨道表示式↑↓1s↑↓2s↑2p电子排布图电子排布图=轨道表示式轨道表示式多个电子在多个电子在同一能级同一能级的的不同轨道不同轨道上如何排布？上如何排布？6C ：：1s2 2s22p21s2s2p1s2s2p1s2s2p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑↓①②③谁对谁错？6C ：：1s2 2s22p2↑↓1s↑↓2s↑↓2p↑↓1s↑↓2s↑↑2p↑↓1s↑↓2s↑↓2p①②③2.2.洪特规则洪特规则（先占位后配对）（先占位后配对）多个电子在多个电子在同一能级同一能级的的不同轨道不同轨道上排布时，上排布时，将尽可能分占将尽可能分占不同轨道不同轨道且且自旋方向相同。

自旋方向相同电子排布式和电子排布图电子排布式和电子排布图C电子排布图电子排布图C电子排布式电子排布式↑↓↑↓↑↑1s2s2p1s22s22p2概念概念辨析辨析通常书写后者（比较方便）通常书写后者（比较方便）1s22s22p63s23p63d54s12424号铬：号铬： 轨道处于全满、半满、全空时比较稳定轨道处于全满、半满、全空时比较稳定3）洪特规则特例）洪特规则特例全满（全满（s2, p6，，d10，，f 14 ））全空（全空（s0, p0，，d0，，f 0））半满（半满（s1, p3，，d5，，f 7 ））1s 2s2p3s3p↓ ↑↑↓ ↑4s3d↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑↑ ↑ ↑ ↑ ↑另外ⅠB族的Cu、Au、Ag相对构造原理均有1各电子的偏差，都符合洪特规则的特例1s2s3s3p4s3d2p2626FeFe的电子排布图的电子排布图↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑↑ ↑能量最低原理能量最低原理↓↓ ↓↑ ↑↑↓ ↓ ↓↑↑↑ ↑ ↑↓洪特洪特规则规则泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理FeFe3+3+比比FeFe2+2+更更稳定，为何？稳定，为何？1s2s3s3p4s3d2p↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑↑ ↑能量最低原理能量最低原理↓↓ ↓↑ ↑↑↓ ↓ ↓↑↑↑ ↑ ↑↑1s22s22p63s23p63d54s12424号铬：号铬：泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理泡利原理洪特洪特规则及规则及其其特例特例洪特洪特规则规则及其及其特例特例巩固练习巩固练习1 1、某元素原子序数为、某元素原子序数为2424，试问：，试问：(1)(1)该元素电子排布式：该元素电子排布式：1s1s2 2 2s 2s2 22p2p6 6 3s 3s2 23p3p6 63d3d5 5 4s4s1 1(2)(2)它有它有 个能层；个能层； 个能级；占有个能级；占有 个原子轨道。

个原子轨道3)(3)此元素有此元素有 个未成对电子；它的价个未成对电子；它的价电子数是电子数是 6 64 47 715156 6↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓ 2 2、、 其中最能准确表示基态锰原子核外其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（电子运动状态的是（ ））ABCD C能层能层= =电子层电子层能层数能层数= =电子层数电子层数各各能层的能层的能级数能级数= =该能层序数该能层序数(n)(n)各各能层能层的原子的原子轨道数轨道数=n=n2 2每层最多容纳的每层最多容纳的电子数电子数=2n=2n2 2知识小结：知识小结：四、基态与激发态、光谱1s22s22p63s23p34s11s22s22p63s23p4（激发态）（基态）基态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量（（1）基态与激发态）基态与激发态 能量最低，能量最低，稳定稳定 能量较高，能量较高，不稳定不稳定1s22s22p63p11s22s22p63s1（激发态）（基态）（激发态）1s22s22p63s21s22s22p63p2（激发态）（基态）1s22s22p64s11s22s22p63d1（激发态）1、光谱：、光谱：按一定次序排列的彩色光带。

按一定次序排列的彩色光带2）光谱和原子光谱2、原子光谱：、原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不不同元素的原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同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的的吸收光谱吸收光谱或或发射光谱发射光谱，总称，总称原子光谱原子光谱基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量发射光谱发射光谱吸收光谱吸收光谱特征特征:亮背景亮背景, 暗线暗线, 线状不连续线状不连续3、发射光谱和吸收光谱的异同点、发射光谱和吸收光谱的异同点特征特征:暗背景暗背景, 亮线亮线, 线状不连续线状不连续 4 4、、光谱分析：光谱分析： 在现代化学中，常利用在现代化学中，常利用原子光谱上的原子光谱上的特征谱线特征谱线来鉴定元素，称为来鉴定元素，称为光谱分析光谱分析②②利用利用光谱分析光谱分析检测元素的存在与含量检测元素的存在与含量 5、光谱分析的应用：光谱分析的应用：①①通过原子光谱发现了许多元素通过原子光谱发现了许多元素如：如：铯铯（（18601860年）和年）和铷铷（（18611861年），其光谱中年），其光谱中有特征的篮光和红光。

又如：有特征的篮光和红光又如：18681868年科学家们年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦氦。