原子结构核外电子排布课件.ppt
物质结构与性质,原子结构及其电子排布,第一讲,1、原子结构：,原子,核外电子（带负电荷）,质子（带正电荷）,中子（不带电）,原子符号 X的意义,A,z,原子核,原子中各微粒的作用,(1)决定元素种类的是原子中的：(2)决定原子种类的是原子中的：(3)决定原子质量的主要是原子中的：(4)决定原子不显电性的是原子中的：(5)决定主族元素化学性质的是：(6)价电子是指原子中的：,质子,质子和中子,质子和中子,质子和电子,原子中的最外层电子,对于主族元素是指最外层电子对于副族元素还包括次外层电子,2、构成原子或离子的微粒间数量关系,（1）质量数（A）质子数（Z）中子数（N）,（2）原子：核电荷数质子数核外电子数,（3）阳离子：核电荷数质子数核外电子数，核外电子数am,（4）阴离子：核电荷数质子数核外电子数，核外电子数bn,1.某粒子用 表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是 A.所含质子数=A-n B.所含中子数=A-Z C.所含电子数=Z+n D.所带电荷数=n,2.X、Y、Z和R分别代表四种元素.如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数),则下列关系正确的是(A)a-c=m-n(B)a-b=n-m(C)c-d=m+n(D)b-d=n+m,A,D,练 习,3.136C-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析。136C表示的碳原子A核外有13个电子，其中4个能参与成键B核内有6个质子，核外有7个电子C质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子D质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子,4.核内中子数为N的R2+离子，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量(mol)A.n(A-N+8)/(A+16)B.n(A-N+10)/(A+16)C.(A-N+2)D.n(A-N+6)/A,D,A,元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类 原子的总称 核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的 一种原子 同位素：具有相同质子数而有不同中子数的同一 元素的原子互称同位素 即同一元素的不同核素之间互称同位素,1、概念,3、元素、核素和同位素,2、四个概念的区别,原子,质子数,中子数,T 和 D,单质,元素,结构,O2 和O3,化合物,分子式,结构,CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2,化合物,结构相似,分子组成相差nCH2,CH3CH3 和CH3CH2CH3,同位素的两个特性,1、化学性质相同。（核外电子排布相同）,2、原子（个数）百分组成固定。,在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。,几个“原子量”：原子的真实质量原子的质量数核素的相对原子质量元素的相对原子质量元素的近似相对原子质量。现将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：,试回答上述各数值的意义:1.34.969是表示。2.35.453是表示。3.35是表示。4.35.485是表示。5.24.23 是表示。,35Cl核素的相对原子质量,35Cl的质量数,37Cl在自然界中所占的原子百分数,氯元素的近似相对原子质量,氯元素的相对原子质量,几个相对原子质量的计算,.核素的相对原子质量,.元素的相对原子质量,.核素的近似相对原子质量（核素的质量数）,.元素的近似相对原子质量,=核素A的相对原子质量原子百分比a%核素B的相对原子 质量原子百分比b%+,核素A的质量数原子百分比a%核素B的质量数原子百分比b%+,、可形成几种氯气分子？、可形成几种氢分子？,(2)已知碳有两种同位素、氧有三种同位素、。由这五种微粒构成的CO2分子有几种？其相对分子量最多可能有几种？,（3种）,练 习,（6种）,（12种）,（6种）,(3)某元素X所形成的分子X2共有三种，其式量依次为 158、160、162；其三种分子的物质的量之比是 7:10:7，则：、X元素有几种同位素？质量数分别为多少？、各同位素的原子数之比是多少？、X元素的近似相对原子质量是多少？,练 习,2,79、81,11,80,原子核外电子的运动特征：（1）运动永不停止（2）运动空间非常小（3）运动的速度特别高（4）没有宏观物体那样的运动轨迹，无法测定某时刻电子所在的位置和运动速度（5）用“电子云”来描述核外电子的运动,4、原子核外电子的运动状态,电子层电子亚层（原子轨道）电子云的伸展方向电子的自旋状态,4、原子核外电子的运动状态,决定核外电子运动状态的因素,1.下列关于核外电子运动状态描述，不正确是：A、核外电子绕核作高速的圆周运动 B、核外电子的运动与行星运动相似 C、现代科技也无法同时测准核外电子的位置和速度 D、核外电子的质量很小，运动速度很快，电子出现 的几率跟区域位置有关,练 习,A B,、多电子原子的核外电子排布,原子轨道能量的高低：,（1）形状相同的原子轨道（即l一定），n越大，电子所具有的能量越高。E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)E(2p)E(3p)E(4p)E(5p)（2）相同电子层（即n一定），l越大，电子所具有的能量越高。E(ns)E(np)E(nd)E(nf)（3）电子层和形状都相同的原子轨道能量相等 E(2px)=E(2py)=E(2pz),核外电子填充顺序图,多电子原子能级的高低顺序,多电子原子核外能级由低到高的顺序是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p,练习,1.下列电子层中没有f 轨道的是 L层 B.M层C.N层 D.O层,A、B,2.下列电子层最多具有的轨道数为4的是 K层 B.L层C.M层 D.N层,B,、多电子原子的核外电子排布,核外电子的排布规律：,（1）能量最低原理 通常情况，电子总是尽先占有能量最低的轨道。,（2）泡利不相容原理 同一个原子轨道中最多能容纳两个电子，而 且两个电子的自旋必须相反。,（3）洪特规则 电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相 同，使整个原子能量最低。,（4）补充规则（全满半满能量较低）,1.外围排布为 的元素，,根据要求推断元素种类并写出电子排布式,练习,2.最外层p轨道上的电子总数等于次外层的电子总数 的元素，,O,C,3.原子核外s电子与p电子个数比为11的元素，,O,4.原子最外层s电子与p电子个数比为11的元素，,Mg,C,Si,根据要求推断元素种类并写出电子排布式,练习,5.在短周期中，最外层上只有S电子且全满的元素是，,Be,Mg,6.在短周期中，最外层上为全满的元素是，,He,Ne,Ar,7.在短周期中，最外层上p轨道为半满的元素是，,N,P,He,8.在短周期中，3p轨道上有两个未成对电子的元素是，,练习,Si,S,9.在第三周期中，最外层上有两个未成对电子的元素是，,Si,S,10.在短周期中，最外层上有两个未成对电子的元素是，,Si,S,C,O,11.在短周期中，3p轨道上有一个未成对电子的元素是，,练习,Al,Cl,12.在第三周期中，最外层上有一个未成对电子的元素是，,Al,Cl,13.在短周期中，最外层上有一个未成对电子的元素是，,F,Na,Li,B,Na,Al,Cl,H,6、核外电子数相同微粒的规律,惰性型,He型Ne型Ar型,H-Li+Be2+,N3-O2-F-Na+Mg2+Al3+,S2-Cl-K+Ca2+,具有10个电子的微粒,Ne,HF,H2O,NH3,CH4,Na+Mg2+Al3+,N3-O2-F-,OH-,NH2-,H3O+,NH4+,反应规律：,NH4+OH-=NH3+H2O,HF+OH-=F-+H2O,具有18个电子的微粒,F2,H2O2,CH3F NH2OH,CH3OH N2H4,CH3CH3,反应规律：,H2S+OH-=HS-+H2O,HS-+OH-=S2-+H2O,1、1919年Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。,(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是:_和_；_和_。,CO2,CO,N2O,N2,（2）等电子原理,(2)此后，等电子原理又有所发展。例如:由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征.在短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的有：_、_。,SO2,O3,2.下列分子中，所有原子都有满足最外层8个电子结构的是()A、光气（COCl2）B、六氟化硫（SF6）C、四氟化氙（XeF4）D、三氟化硼（BF3）,1.下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（）ABF3 BH2O CSiCl4 DPCl5,C,A,7、分子中原子的最外层是否满足8稳定结构,3.如图5-2所示，代表原子序数从1到10的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键，根据下图表示的结构特点，写出相应分子的化学式。A_；B_；C_；D_。,NH3,HCN,CO(NH2)2,BF3,
