原子结构[1].ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 原子结构,一、原子的诞生,大爆炸,2h,后,大量的氢、少量的氦,极少量的锂,原子核的熔合反应,其他元素,第一课时,二、能层与能级,能层：,按电子能量的高低及离核远近划分。,第一层至第七层符号为：,K,、,L,、,M,、,N,、,O,、,P,、,Q,电子能量从低到高,离核由近到远,各电子层所能容纳的最多电子数？,K,、,L,、,M,、,N,、,O,、,P,、,Q,2 8 18 32 50 2n,2,练习：第二教材,12,页,1,、,2,能 层,K L M N O,能 级,1S 2s 2p 3s3p3d 4s 4p 4d 4f 5s5p,最多电子数,2,2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6,二、能层与能级,能级：,同一能层的电子，按,能量不同,分成,能级,1,、能级符号：,ns,、,np,、,nd,、,nf,（,n,代表能层）,2,、不同的能层分别有多少个能级？,能级数能层序数（,n,）,3,、各能级可容纳的最多电子数是？,1,、原子核外电子的每个能层最多能容纳的电子数与能层的序数（,n,）,间存在什么关系？,2,、不同的能层别有多少个能级，与能层的序数（,n,）,间存在什么关系？,3,、英文字母相同的不同能级能容纳的最多电子数是否相同？,各能级上所能容纳的电子数分别是多少？,最多容纳电子数,=2n,2,第,n,层就有,n,个能级,相同,分别是,1,、,3,、,5,、,7,的,2,倍,学与问,练习：第二教材,12,页,3,？疑问,原子的核外电子可以完全按能层次序排布，,填满一个能层再开始下一个能层吗？,为什么钾原子的排布不是,2,、,8,、,9,，,而是,2,、,8,、,8,、,1,呢？,三、构造原理,三、构造原理,1,、各能级的能量高低顺序,ns (n-2)f (n-1)d,np,即：,1s2s2p3s3p,4s3d,4p,5s4d,2,、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。,根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素 原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。,看书上表格,根据构造原理，写出,Al,、,S,、,As,、,V,、,Mn,原子的电子排布式。（基态）,练习,小结：从电子排布式可以看出电子尽先排在能量低的能层里。在,同一能层,中也是先排在,能量低的能级,里。,试,根据构造原理写出,24,Cr,29,Cu,47,Ag,79,Au,的电子排布式。,从元素周期表中查出它们的外围电子排布。对照,思考与交流,1,、不符合构造原理。,原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、,半满状态具有较低的能量和较大的稳定性,全充满：,p,6,、,d,10,、,f,14,全空：,p,0,、,d,0,、,f,0,相对稳定状态：,对于,Cr,原子而言，外围电子呈,3d,5,4s,1,排布时，,3d,、,4s,轨道上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。,原子实,：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”。以稀有气体的元素符号外加方括号表示。,钠,Na,的核外电子排布为：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,，,其中第,1,、,2,电子层与原子核组成原子实，也可写作,Ne3s,1,。,Ne,是指与,氖,Ne,（,1s,2,2s,2,2p,6,）,的结构相同,。,钾,K,的电子排布为：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,，,也可写作,Ar4s,1,。铜,Cu,为：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,，,也可写作,Ar3d,10,4s,1,。,练习：试写出,8,O,、,14,Si,、,26,Fe,的简化电子排布式。,说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去“原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）,如：,O 2S,2,2P,4,Si:3S,2,3P,2,Fe:3d,6,4S,2,练习,1,：下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）,A.Ca,2+,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,B.O,2-,1s,2,2s,2,3p,4,C.,Cl,-,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,D.,Ar,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,B,B,练习,2,(,1),某元素原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,则此元素的核电荷数是,_,(2),某元素原子的价电子构型为,3s,2,3p,4,则此元素在周期表的位置是,_,四、能量最低原理、基态与激发态、光谱,1.,能量最低原理,:,原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态,2.,基态原子与激发态原子,处于最低能量的,原子叫,基态原子,;,当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为,激发态原子,。,第二课时,释放能量,3.,基态、激发态相互转化与能量转化的关系,基态原子,激发态原子,吸收能量,4.,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，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱。,二教材,5,页,3,（,2,）光谱分析：,利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素,如：,1868,年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的鲜黄色的明线，发现了元素氦。,五、电子云与原子轨道,宏观、微观运动的不同,宏观物体,微观粒子,质量,很大,很小,速度,较小,很大（接近光速）,位移,可测,位移、能量,不可同时测定,能量,可测,轨迹,可描述,（画图或函数描述）,用电子云描述,（用出现机会的大小描述）,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。,微观物体的运动特征：,核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。,无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。,无法计算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的机会多少。,核外电子运动的特征,核外电子运动状态的描述,电子云：描述核外电子运动特征的图象。,电子云中的小黑点：,并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。,电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。,S,能级的原子轨道,电子云轮廓图,-,原子轨道,S,能级的原子轨道是球形对称的,.,P,能级的原子轨道,P,能级的原子轨道是纺锤形的,每个,P,能级有,3,个原子轨道,它们相互垂直,分别以,P,x,P,y,P,Z,表示,.,s,原子轨道是球形对称，,ns,能级各有,1,个轨道（既只有一个伸展方向）,p,原子轨道是是,纺锤形的,，,np,能级各有,3,个轨道（既有三个伸展方向）,d,原子轨道是花瓣形的，,nd,能级各有,5,个轨道（既有五个伸展方向）,f,原子轨道形状复杂，,nf,能级各有,7,个轨道（既有七个伸展方向）,说明：,（,1,）能层序数越大，原子轨道的半径越大。,（,2,）不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同。,小结：,在多电子原子中，电子填充原子轨道时，能量高低有如下规律：,（,1,）相同能层上原子轨道能量高低：,nsnpndnf,（,2,）形状相同的原子轨道能量高低：,1s2s3s4s,（,3,）能层和形状都相同的原子轨道能量相等,：,如：,2Px=2Py=2Pz,（,4,）各能级能量高低：,ns(n-2)f(n-1)dnp,(,4),轨道表示式：,第三课时,1,、,S,、,P,、,d,、,f,能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方向怎样？,4,、举例说明泡利原理：,5,、举例说明洪特规则：,科学研究,阅读课文,P12,讨论下列问题,S p d f,能级分别有,1,、,3,、,5,、,7,个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为,2,个，且自旋方向相反。,每个能级最多容纳的电子数分别是,1,、,3,、,5,、,7,的,2,倍。,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。,课堂练习,用轨道表示式表示出铁原子的核外电子排布,洪特规则,泡利原理,能量最低原理,练习：,1,、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（,）,A,原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云,B,s,能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动,C,p,能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，,p,能级原子轨道也在增多,D,与,s,电子原子轨道相同，,p,电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大,分析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故,选项,A,错误,。原子轨道是电子出现的概率约为,90%,的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故,选项,B,错误,。,D,2,若某基态原子的外围电子排布为,4d,1,5s,2,，则下列说法正确的,A,该元素基态原子中共有,3,个电子,B,该元素原子核外有,5,个电子层,C,该元素原子最外层共有,3,个电子,D,该元素原子,M,能层共有,8,个电子,B,3,下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（,）,A B C D,D,4,对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因（,）,A,电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量,B,电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线,C,氖原子获得电子后转变成发出红光的物质,D,在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应,A,5,电子由,3,d,能级跃迁至,4,p,能级时，可通过光谱仪直接摄取（,）,A,电子的运动轨迹图像,B,原子的吸收光谱,C,电子体积大小的图像,D,原子的发射光谱,B,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光谱，图,_,是原子由激发态转化为基态时的光谱。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。,5,按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。,A,的原子中只有一个能层且只含,1,个电子；,B,的原子,3,p,轨道上得到,1,个电子后不能再容纳外来电子；,C,的原子的,2,p,轨道上有,1,个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；,D,的原子第三能层上有,8,个电子，第四能层上只有,1,个电子；,E,原子的外围电子排布为,3s,2,3p,6,。,（,1,）写出由,A,、,B,、,C,、,D,中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出,5,个）：,；,（,2,）写出用上述元素组成的物质制得,A,的单质的化学方程式（至少写出,2,个）：,、,；,（,3,）检验某溶液中是否含有,D,+,的离子，可通过,_,反应来实现；,检验某溶液中是否含有,B,的离子，通常所用的试剂是,_,和,_,。,（,4,）写出,E,的元素符号,_,，要证明太阳上是否含有,E,元素，可采用的方法是,_,。,（,1,）,KOH,、,KClO,、,KClO,3,、,HClO,、,HClO,3,等,（,2,）,2H,2,O 2H,2,+O,2,2K+2H,2,O=2KOH+H,2,（,3,）焰色,AgNO,3,、,稀,HNO,3,（,4,）,Ar,对太阳光进行光谱分析,6,、下图中，能正确表示基态硅原子的是（,）,A,B C D,A,7,人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的,2,个电子，称为,“,电子对,”,；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为,“,未成对电子,”,。以下有关主族元素原子的,“,未成对电子,”,的说法，错误的是（,）,A,核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有,“,未成对电子,”,B,核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含,“,未成对电子,”,C,核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有,“,未成对电子,”,D,核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含,“,未成对电子,”,8,当碳原子的核外电子排布由 转变为 时，下列说法正确的是（,）,A,碳原子由基态变为激发态,B,碳原子由激发态变为基态,C,碳原子要从外界环境中吸收能量,D,碳原子要向外界环境释放能量,AC,9,“,各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍,”,，支撑这一结论的理论是（,）,A,构造原理,B,泡利原理,C,洪特规则,D,能量最低原理,B,10,电子排布在同一能级时，总是（,）,A,优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同,B,优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反,C,自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同,D,自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反,A,