专题23：原子结构和晶体结构.ppt
专题23,1了解元素、核素和同位素的含义。2了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质量数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3了解多电子原子的核外电子分层排布规律，能用电子排布式表示136号元素的原子及简单离子的核外电子排布。4了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。,一、核外电子排布(一)能层、能级与原子轨道1能层(n)：在多电子原子中，核外电子的 是不同的，按照电子的 差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层，能量依次升高2能级：同一能层里的电子的 也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 等表示，同一能层里，各能级的能量按 的顺序升高，即。3、原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在的区域，这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。,能量,能量,能量,s、p、d、f,s、p、d、f,E(s)E(p)E(d)E(f),核外经常出现,球形,1,纺缍形,3,试分析前三能层与能级、原子轨道的关系。提示第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级；第三能层(M)，有s、p、d三种能级；s能级上只有一个原子轨道，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，d能级上有五个原子轨道，各能级上的原子轨道具有相同的能量。(二)基态原子的核外电子排布的三原理1能量最低原理原子的电子排布遵循 能使整个原子的能量处于最低状态。2泡利原理在一个原子轨道中，最多只能容纳 电子，并且这两个电子的 相反。3洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先，并且相同。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,构造原理,2个,自旋状态,单独占据一个轨道,自旋状态,全满,半满,全空,什么是基态原子和激发态原子？提示基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。三个要点原子结构“三、二、一”要点三个原理：核外电子排布三个原理能量最低原理、泡利原理、洪特规则两个图式：核外电子排布两个表示方法电子排布式、电子排布图一个顺序：核外电子排布顺序构造原理构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循如下图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。,注意：在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：【问题】请用核外电子排布的相关规则解释Fe3较Fe2更稳定的原因？提示Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3较Fe2更为稳定。,D,【应用1】经国际纯粹与应用化学联合会确认，由该中心合成的第112号化学元素从即日起获正式名称“Copernicium”，相应的元素符号为“Cn”。选择2月19日为新元素正式冠名日，也是因为这一天是哥白尼的生日。有报道称Cn原子含有165个中子。下列有关112号元素的相关说法正确的是()。B该元素的相对原子质量为277C该原子的核外电子数为112D该原子能够稳定存在,C,【典例2】用A、B、C2、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A元素是_、B元素是_、C元素是_(用元素符号表示)。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是_。解析含有18个电子的简单阳离子为Ca2和K，简单阴离子为Cl、S2等，氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6等，其他的如F2、Ar等。答案(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6,（三）.原子的核外电子排布式(图)的书写(1)核外电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。例如，K：1s22s22p63s23p64s1。为了简化，通常把内层已达稀有气体电子结构的部分称为“原子实”，用该稀有气体的元素符号加方括号来表示。例如，K：Ar4s1。,(3)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。(4)构造原理是书写基态原子的电子排布式的依据，也是绘制基态原子的电子排布图的主要依据之一。,3基态原子的核外电子排布的表示方法(以硫原子为例),【应用3】A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_；(5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，则n_；原子中能量最高的是_电子。,C或O,Cl,K,Fe,1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2,Cu,1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,2,2P,(2)B、C的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n2，所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。,2(2011上海，9)氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.96975.77%36.96624.23%35.453中()。A75.77%表示35Cl的质量分数B24.23%表示35Cl的丰度C35.453表示氯元素的相对原子质量D36.966表示37Cl的质量数解析A项中75.77%表示35Cl原子的丰度；B项中24.23%表示37Cl的丰度；D项37Cl的质量数为37。,C,1元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为()。AAl BP CAr DK,解析具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。选项A，Al3具有第二周期稀有气体电子层结构；选项B，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；选项C，Ar为稀有气体元素，不能形成离子；选项D，K具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。9原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为_，Q2的未成对电子数是_。解析由题意知，Q、T在第族，Q为Fe元素，T为Ni元素。答案3d84s24,D,祝你学习进步,
