原子结构ppt课件.ppt

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1、第一节,原子结构,第一章,原子结构与性质,1.,化学变化中最小的微粒是,什么？,2.,原子能否再分呢？原子如,何构成？,3.,原子核的构成如何？,知识回顾,质量数（）质子数（）中子数（）,原子,原子核,核外电子,：,质子,：,中子,：,（）个,个,个,核电荷数（）核内质子数核外电子数原子序数,1,、原子的定义：,化学反应中,的最小微粒,。,2,、,原子的结构,宇,宙,大,爆,炸,宇宙大爆炸,2h,后,诞生,大量的氢,少量的氦,极少量的锂,原子核的,熔合反应,合成,其他元素,第一节,原子结构,1,、原子的诞生,一、开天辟地,原子的诞生,2,、宇宙中元素的组成及含量,宇宙中最丰富的元素是那一种？,

2、宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？,氢元素宇宙中最丰富的元素占,88.6%,（氦,1,8,），另外还有,90,多种元素，宇宙年,龄距近约,140,亿年，地球年龄已有,46,亿年。,思考与交流,二、核外电子排布规律,1,、核外电子的运动特征,（,1,）、核外电子质量小，运动空间小，运动速,率大。,（,2,）、无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。,（,3,）、无法测定电子在某一刻的位置，只能指,出其在核外空间某处出现的机会的多少。,2,、能层,（即电子层）,（,1,）分类依据：,在多电子的原子核外电子的能,量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外,电子分成不同的能层。,（,2,）能层的表示,离核远近：

3、,近,远,能量高低：,低,高,1,2,3,4,5,6,7,K,L,M,N,O,P,Q,（,1,）,各能层最多能容纳,2n,2,个电子。,即：能层序号,1 2 3 4 5 6 7,符,号,K L M N O P Q,最多电子数,2 8 18 32 50 72 98,（,2,）,最外层电子数目不超过,8,个（,K,层为最外层时,不超过,2,个）；次外层电子数最多不超过,18,个；倒数第三层不超过,32,个。,3,、原子核外电子分层排布规律：,（,3,）,核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近,的能层，然后才由里往外，依次排在能量,较高能层。,注意：,以上几点,是相互联,系的，不,能孤立地,理解，必

4、,须同时满,足各项要,求。,练习,:,?,根据核外电子排布规律，写出,16,S,、,18,Ar,、,19,K,、,26,Fe,的原子结构示意图,+16,2,8,6,16,S,+18,2,8,8,18,Ar,+19,1,2,8,8,19,K,+26,2,2,8,14,26,Fe,4,、原子结构示意图,?,写出下列原子结构示意图表示的微粒,+18,2,8,8,+16,2,8,8,+19,2,8,8,5,、能,级,（,2,）表示方法,（,1,）分类依据：,在多电子原子中，同一能层,的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能,级。,能层,K,L,M,N,O,能级,1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s

5、,4p,4d,4f,5s,5p,最多,容纳,电子,数,2,2,6,2,6,10,2,6,10,14,2,6,2,8,18,32,【学与问】,P 5,页,小结：,能层的能级数等于该能层序数。,任一能层的能级总是从,s,能级开始。,s,、,p,、,d,、f.可容纳的电子数依次是,1,、,3,、,5,、7.的二倍。,能级能量的顺序是：,Es,Ep,Ed,Ef,。,在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序,是：,ns,np,nd,nf,依据以上各能级最多容纳电子数,C,原子的核外,电子排布式可以表示为：,1S,2,2S,2,2P,2,依照上式请书写,N,、,Al,的电子排布式,【思考】,怎样用能层，能级

6、表示核外电子,排布？,问题探究,根据已有知识，试写出,K,原子,的可能电子排布式与原子结构示意图？,猜想一：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,1,猜想二：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,三、构造原理与电子排布式,1,、构造原理：,随原子核电荷,数递增，绝大,多数原子核外,电子的排布遵,循如右图的排,布顺序，这个,排布顺序被称,为,构造原理,。,核外电子总是尽量先排布,在能量较低的能级，然后,由里向外，依次排布在能,量逐步升高的能级。,7,6,5,4,3,2,1,4f,1s,2s,3s,4s,5s,6s,7s,2p,3p,4p,5p,6p,7

7、p,6d,5d,4d,3d,5f,核,外,电,子,填,充,顺,序,图,构造原理：,1,s,；,2,s,2,p,；,3,s,3,p,；,4,s,3,d,4,p,；,规律,5,s,4,d,5,p,;6,s,4,f,5,d,6,p,；,7,s,5,f,6,d,各能层能级能量关系,钙,Ca,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,钙,Ca,想一想,+20,第,1,层,第,2,层,第,3,层,K,层,L,层,M,层,2,8,8,2,N,层,第,4,层,2,、电子排布式：,氢,H,钠,Na,钾,K,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6

8、,4s,1,1s,1,（,1,）定义：用数字在,能级符号右上角,表明该,能级上的排布的,电子数,。,原子结构示意图,电子排布式,Li:,1s,2,2s,1,练一练,请写出,4,10,号元素原子的电子排布式。,4,铍,Be,5,硼,B,6,碳,C,7,氮,N,8,氧,O,9,氟,F,10,氖,Ne,1s,2,2s,2,1s,2,2s,2,2p,1,1s,2,2s,2,2p,2,1s,2,2s,2,2p,3,1s,2,2s,2,2p,4,1s,2,2s,2,2p,5,1s,2,2s,2,2p,6,【练习】,试书写,Cl,、,K,、,26,Fe,原子的核外电子,排布式。,Cl:,K:,26,Fe:,

9、1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,5,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,注意书写,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,3d,6,（,2,）掌握,1-36,号元素的电子排布式,练习：请写出第四周期,21,36,号元素原子的基态电,子排布式。,钪,Sc,：,；,钛,Ti,：,；,钒,V,：,；,铬,Cr,：,；,锰,Mn,：,；,铁,Fe,：,；,钴,Co,：,；,镍,Ni,：,；,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,1,4s,2,1s,2,2

10、s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,3,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,7,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,8,4s,2,练习：请写出第四周期,21,36,号元素原子,的基态电子排布式。,铜,Cu,：,；,锌,Zn,：,；,镓,Ga,：,；,锗

11、,Ge,：,；,砷,As,：,；,硒,Se,：,；,溴,Br,：,；,氪,Kr,：,；,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,3,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,4,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,

12、3p,6,3d,10,4s,2,4p,5,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,24,号铬：,29,号铜,：,练习：,1,36,号元素中是否都遵循构造原理？,举出能否具体的例子？,（,3,）特例,半充满,全充满,注,意,(4),原子的简化电子排布：,Ne,3s,1,练习：,写出第,8,号元素氧、第,14,号元素硅和第,26,号元素铁的简化电子排布式吗？,上式方括号里的符号的意义是：,该元素前一个周期的惰性气体电

13、子排布结构,Na,的简化电子排布：,He,2s,2,2p,4,Ne,3s,2,3p,2,Ar,3d,6,4s,2,O,：,Si,：,Fe,：,P,7,【思考与交流】,2,2,构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是,各能级能量高低，若以,E,表示某能级的能量，,下列能量大小顺序中正确的是,（,）,A,E,(3s),E,(2s),E,(1s),B,E,(3s),E,(3p),E,(3d),C,E,(4f),E,(4s),E,(3d),D,E,(5s),E,(4s),E,(4f),练习：,1,一个电子排布为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,1,的元素最可,能的价态是,(,),A,+1

14、B,+2 C,+3 D,-1,C,3,下列原子或离子的电子排布式错误的是（,）,A,、,Al,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,1,B,、,O,2-,1s,2,2s,2,2p,6,C,、,Na,+,1s,2,2s,2,2p,6,D,、,Si,1s,2,2s,2,2p,2,4,下列表达方式错误的是（,）,A,甲烷的电子式,B,氟化钠的电子式,C,硫离子的核外电子排布式,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,D,碳,12,原子,12,6,C,D,C,四,.,能量最低原理、基态与激发态、光谱,1,、能量最低原理,:,现代物质结构理论证实，原子的电子排,布遵循构造原理能使整个原

15、子的,能量处,于最低状态。,【阅读】,P7,四,第一段,（,3,）基态与激发态相互转化的关系,基态原子,激发态原子,吸收能量,释放能量,（,1,）基态原子,:,处于最低能量的原子,(,稳定,),（,2,）激发态原子,:,基态原子的电子吸收能量,后电子会跃迁到较高的能级,变为激发态原子,(,不稳定,),如,：,Na 1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,如,：,Na 1s,2,2s,2,2p,6,3p,1,2,、基态原子与激发态原子,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,基态鎂原子,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,3p,1,激发态鎂原子,吸收能量,释放能量,（,4,）要点提示：,光辐

16、射是电子释放能量的重要形式之一,日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯,光、霓虹灯光、激光、焰火等都和核外电子发,生跃迁后释放能量有关。,基态与激发态相互转化的应用,焰色,反应,焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火,焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态,激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不,稳定的，在极短的时间内（约,10,s,）便跃迁,到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能,量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各,种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁,时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的,能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看,到了各种色彩。,焰火呈现五颜六色的原因,

17、3.,原子光谱与光谱分析,(1),光谱：,不同元素的原子发生,跃迁,时会吸收或释放不同,的光。,(2),光谱分类,根据光是被吸收或释放，可将光谱分为,_,和,_,，,总称,_,。,吸收光谱,发射光谱,原子光谱,锂、氦、汞的发射光谱,锂、氦、汞的吸收光谱,特征,:,暗背景,亮线,线状不连续,特征,:,亮背景,暗线,线状不连续,发射光谱,吸收光谱,(3),光谱分析,在现代化学中，利用,_,上的特征谱,线来鉴定元素的分析方法。,原子光谱,（,4,）光谱分析的应用,通过原子光谱发现许多元素。,如：,铯,（,1860,年）和,铷,（,1861,年），其光谱,中有特征的篮光和红光。,又如：,1868,年科

18、学家们通过太阳光谱的分析发,现了稀有气体,氦,。,下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。,其中图,_,是原子由基态转化为激发态时,的吸收光谱，图,_,是原子由激发态转化,为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱,上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同,种元素的吸收光谱和发射光谱连接。,化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存,在与含量等。,思考：,宏观物体的运动特征：,?,可以准确地测出它们在某一时刻所处的,位置及运行的速度；,?,可以描画它们的运动轨迹。,1,、电子云：,五、电子云与原子轨道,核外电子运动状态的描述,【阅读】,P9,电子在原子核外出现的概率分布图。,1s,电子在原子,核外出现的概

19、,率分布图,电子云轮廓图的制作过程,原子轨道,2,、原子轨道,常把电子出现的概率约为,90%,的空间圈出来，,人们把这种电子云轮廓图称为,原子轨道,。,（,1,）定义：,（,2,）形状：,s,电子云呈球形；,p,电子云呈哑铃形,(,或,纺锤形,),；,d,电子云是花瓣形；,f,电子云更为复杂。,s,能级的原子轨道图,ns,能级的各有,1,个轨道,呈球形,p,能级的原子轨道图,np,能级的各有,3,个轨道,呈纺锤形，,3,个轨道相互垂直。,五、电子云与原子轨道,?,2.,原子轨道,d,能级的原子轨道图,五、电子云与原子轨道,?,2.,原子轨道,f,能级的原子轨道图,（,3,）数目：,ns,能级各

20、有,1,个原子轨道；,np,能级各有,3,个原子轨道；,nd,能级各有,5,个原子轨道；,nf,能级各有,7,个原子轨道。,（,4,）原子轨道的半径大小：,能层序数,n,越大，原子轨道的半径越大；,不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，,只是半径不同。,思考,：回忆,s p d f,能级分别最多容纳,电子个数？与原子轨道有什么关系？,六、泡利原理和红特规则,1,、泡利原理,一个原子轨道中最多只能容纳两个电,子，且这两个电子的自旋方向必须相反，,此时体系最稳定，原子的总能量最低。,泡利不相容原理,电子排布式,1s 2s,电子排布图,用一个表示一个原子轨道，,在中用“,”或“,”表示该轨道,上排入

21、的电子。,Li:,1s,2,2s,1,2,、洪特规则,对于基态原子，电子在能量相同的轨,道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并,且自旋方向相同。,C,：,1s,2,2s,2,2p,2,1,.,每个原子轨道上最多能容纳,_,个电子，,且自旋方向,_,练,习,2.,当电子排在同一能级时有什么规律？,当电子排布在同一能级的不同轨道时，,总是,_,，而且自旋,方向,_,洪特规则,2,相反,泡利原理,首先单独占一个轨道,相同,N,O,C,写出,24,Cr,29,Cu,电子排布式,29,Cu,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,24,Cr,1s,2,2s,2,2p,6,3

22、s,2,3p,6,3d,5,4s,1,洪特规则特例：,洪特规则特例：,相对稳定的状态,全充满（,p,6,，,d,10,，,f,14,）,全空时（,p,0,，,d,0,，,f,0,）,半充满（,p,3,，,d,5,，,f,7,）,3,、电子排布图,铁原子的电子排布图,洪特规则,泡利原理,能量最低原理,1s,2s,2p,3p,3d,3s,4s,3,、电子排布图,练习,写出基态铜原子的电子排布式、电子排布图,写出,Fe,、,Fe,2+,、,Fe,3+,的电子排布式,写出,Br,、,Cr,电子排布式、电子排布图、,价电子排布式、价电子排布图,以下是表示铁原子和铁离子的,3,种不同化学用语。,结构示意图

23、,电子排布式,电子排布图（轨道表,示式）,铁原子,铁离子,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,3,种不同化学用语所能反映的粒子结构信息,?,1,、以下能级符号正确的是,A,、,6s B,、,2d C,、,3f D,、,7p,2,、下列各能层中不包含,p,能级的是,A.N B.M C.L D.K,3,、原子核外,P,能层和,p,能级可容纳的最多电子,数分别为,A,、,32,和,2 B,、,50,和,6,C,、,72,和,6 D,、,86,和,10,4.,下列有关认识正确的是,A,各能级上最多的电子按,s

24、,、,p,、,d,、,f,的顺序分,别为,2,、,6,、,10,、,14,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,n,1,D,各能层含有的电子数为,2,n,2,5,、下列各组微粒中，各能层电子数均达到,2n,2,个的是,A.Ne,和,Ar,B.H,-,和,Na,+,C.Ne,和,Cl,-,D.F,-,和,S,2-,下列分别用电子排布式或轨道表示式表示的原,子基态（能量最低状态）核外电子排布是否正,确？并说明理由,判断下列原子的电子排布式是否正确；如不,正确，说明它违反了什么原理？,（,1,）,Al,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,3p,2,（,2,）,Cl,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,5,（,3,）,S,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,3,3p,3,（,4,）,K,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,1,(5),24,Cr,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,4,4s,2,