化學(xué)_選修3_第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課件_(123)1

1、第一節(jié)第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)1公元前公元前5世紀(jì)，希臘哲世紀(jì)，希臘哲學(xué)家學(xué)家德謨克利特德謨克利特等人認(rèn)為等人認(rèn)為 ：萬物是由大量的不可分割萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即的微粒構(gòu)成的，即原子原子。219世紀(jì)初，英國科學(xué)家世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓道爾頓提出提出近近代原子學(xué)說代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體。分割的實(shí)心球體。3 318971897年英國科學(xué)家年英國科學(xué)家湯姆生湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。發(fā)現(xiàn)了電子。原子是一個(gè)平均分配著正電荷的粒子，原子是一個(gè)平均分配著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成中性

2、原子從而形成中性原子41911年，英國物理學(xué)家年，英國物理學(xué)家盧瑟福盧瑟福電子電子繞核旋轉(zhuǎn)繞核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型的原子結(jié)構(gòu)模型51913年，丹麥科學(xué)家年，丹麥科學(xué)家玻爾玻爾核外電核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型620世紀(jì)世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家年代中期，奧地利物理學(xué)家薛定諤薛定諤等人以等人以量子力學(xué)量子力學(xué)為基礎(chǔ)為基礎(chǔ)電子云電子云模型模型近近代代原原子子論論發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)電電子子帶核原子結(jié)構(gòu)模型帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型1、 能層能層：按：按原子核外電子原子核外電子能量能量的差異，可以將核外電子分為的差異，可以將核外電子分為不同的能層不同的能層即電

3、子層。即電子層。三、能層與能級三、能層與能級能層能層12345n符號符號KLMNO212 =2222 =8232=18 242=32252=502n2 能層（能層（即電子層）即電子層）（1）先排能量低的電子層，再排能量高先排能量低的電子層，再排能量高的電子層，由里往外的電子層，由里往外。（2）每一層最多容納電子數(shù)：）每一層最多容納電子數(shù)：2n2個(gè)。個(gè)。（3）最外層電子數(shù)不超過）最外層電子數(shù)不超過8個(gè)（個(gè)（K層為層為最外層時(shí)不超過最外層時(shí)不超過2個(gè)）。個(gè)）。（4）次外層電子數(shù)不超過）次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，倒數(shù)第個(gè)，倒數(shù)第三層不超過三層不超過32個(gè)。個(gè)。問題：核外電子的排布規(guī)律問題：核外電子的

4、排布規(guī)律:規(guī)定，任一能層的能級總是從規(guī)定，任一能層的能級總是從 s 能級能級開始，依次稱開始，依次稱p、d、f、g能級能級能層能層 K L M N O能級能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多最多電子電子數(shù)數(shù)2 2 6 2 6 10 2 6 10 142、能級能級:在多電子原子中，同一能層在多電子原子中，同一能層的電子的能量也可能不同，可以將它們的電子的能量也可能不同，可以將它們分為不同的能級。分為不同的能級。s 122p 326d 5210f 7214g 9218不同能層中的不同能層中的s s、p p、d d、f f、g g能級能級最最多多能容納的電子數(shù)

5、是相同的，各為：能容納的電子數(shù)是相同的，各為： 所含能級個(gè)數(shù)能層序數(shù)所含能級個(gè)數(shù)能層序數(shù) n試書寫試書寫 N Cl K 原子原子的的 核外電子排布式核外電子排布式3、構(gòu)造原理、構(gòu)造原理原子核外電子排布必須遵循原子核外電子排布必須遵循一定的排布順序一定的排布順序 構(gòu)造原理構(gòu)造原理在多電子原子里，電子總是優(yōu)先排在能在多電子原子里，電子總是優(yōu)先排在能量低的能級上，然后依次排在能量高的量低的能級上，然后依次排在能量高的能級上能級上存在著存在著能級交錯(cuò)能級交錯(cuò)1s-2s-2p-3s-3p-4s-1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-3d-4p-5s-4d-核外電子排布的核外電子排布

6、的構(gòu)造原理圖構(gòu)造原理圖 試書寫試書寫Ca S2- 26Fe 35Br 原子原子的的 核外電子排布式核外電子排布式原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，處于最低狀態(tài)，簡稱簡稱能量最低原理能量最低原理4.4.簡化電子排布式簡化電子排布式Ne3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素元素Ne的核外電子排布相同的核外電子排布相同簡化為簡化為如：如：Na：1s22s22p63s1試寫出試寫出8號、號、14號、號、26號元素的簡化排布式？號元素的簡化排布式？稀有氣體元素符號稀有氣體元素符號+外圍電子外圍電子該元素前一個(gè)

7、周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)該元素前一個(gè)周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu)下列各原子的電子排布正確的下列各原子的電子排布正確的是（）是（）A.BeA.Be1s1s2 22s2s1 12p2p1 1 B.CB.C1s1s2 22s2s2 22p2p2 2 C.HeC.He1s1s1 12s2s1 1 D.ClD.Cl1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p5 5BD2 2下列各原子或離子的電子下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是（排布式錯(cuò)誤的是（ ）A. Al 1sA. Al 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B. OB. O2-2- 1s 1s2

8、 22s2s2 22p2p6 6C. NaC. Na+ + 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D. Si 1sD. Si 1s2 22s2s2 22p2p2 2D四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜1 1基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子 處于最低能量的原子叫做處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子基態(tài)原子當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級，變成電子會(huì)躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子可利用原子光譜上的特征譜線來鑒可利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為定元素，稱為光譜分析光譜分析不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收不同元素

9、的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的能量或釋放不同的能量表現(xiàn)為光的形式表現(xiàn)為光的形式用光譜儀攝取用光譜儀攝取得到各種元素的電子的得到各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜吸收光譜或發(fā)射光譜1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤1）1s22p1屬于基態(tài)；屬于基態(tài)；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)；屬于激發(fā)態(tài)； 3）1s22s2 2p63d1屬于激發(fā)態(tài)；屬于激發(fā)態(tài)；4）1s22s2 2p63p1屬于基態(tài)；屬于基態(tài)；答案：答案： (1) x(2) x(3)(4) x課堂練習(xí)課堂練習(xí)五、電子云與原子軌道五、電子云與原子軌道可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時(shí)刻可以準(zhǔn)確地

10、測出它們在某一時(shí)刻所處的位置及運(yùn)行的速度；所處的位置及運(yùn)行的速度；可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢悦璁嬎鼈兊倪\(yùn)動(dòng)軌跡。電子的質(zhì)量很小，只有電子的質(zhì)量很小，只有9.1110-31千克；千克；核外電子的運(yùn)動(dòng)范圍很?。ㄏ鄬τ诤送怆娮拥倪\(yùn)動(dòng)范圍很小（相對于宏觀物體而言）；宏觀物體而言）；電子的運(yùn)動(dòng)速度很大；電子的運(yùn)動(dòng)速度很大；測不準(zhǔn)測不準(zhǔn)1 1、電子云、電子云圖中圖中 表示原子核，一個(gè)小黑點(diǎn)代表表示原子核，一個(gè)小黑點(diǎn)代表電子在這里出現(xiàn)過一次電子在這里出現(xiàn)過一次小黑點(diǎn)的疏密表示電子在小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間核外空間單位體積內(nèi)單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率密度的大小。出現(xiàn)的概率密度的大小。1s1s電子在原子核外電

11、子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分出現(xiàn)的概率密度分布圖布圖量子力學(xué)中將量子力學(xué)中將這種電子云輪廓這種電子云輪廓圖稱為圖稱為“原子軌道原子軌道”as電子的原子軌道（電子云）形電子的原子軌道（電子云）形狀狀 是以原子核為中心的球體，只有是以原子核為中心的球體，只有一個(gè)伸展方向一個(gè)伸展方向 2 2、原子軌道、原子軌道 b bp p電子云電子云/ /原子軌道的形狀是原子軌道的形狀是啞鈴形啞鈴形（或稱為紡錘形），（或稱為紡錘形），其伸展方向是互向其伸展方向是互向垂直的三個(gè)方向（垂直的三個(gè)方向（P Px x、P Py y、P Pz z）。）。 P電子原子軌道半徑同樣隨著電子原子軌道半徑同樣隨著n增大而增大增大而

12、增大科學(xué)探究科學(xué)探究觀察圖觀察圖1-141-14，這些圖稱為，這些圖稱為原子的原子的電子軌道表示式電子軌道表示式1 1每個(gè)原子軌道最多只能每個(gè)原子軌道最多只能容納容納幾幾個(gè)電子？個(gè)電子？電子層電子層原子軌原子軌道類型道類型原子軌原子軌道數(shù)目道數(shù)目可容納可容納電子數(shù)電子數(shù)1 12 23 34 4n n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n2 練習(xí)練習(xí)1 1、下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的、下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是（是（ ） A A原子核外的電子象云霧一樣籠罩在原子原子核外的電子象云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云核周圍，故稱電子云

13、 B Bs s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng) C Cp p能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，增加，p p能級原子軌道也在增多能級原子軌道也在增多 D D與與s s電子原子軌道相同，電子原子軌道相同，p p電子原子軌道電子原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大的平均半徑隨能層的增大而增大 D核外電子排布規(guī)則核外電子排布規(guī)則: :1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 每個(gè)原子軌道里最多只能容納每個(gè)原子軌道里最多只能容納 2 2 個(gè)個(gè)自旋方向自旋方

14、向 相反相反 的電子。的電子。 3.3.洪特規(guī)則洪特規(guī)則 4.4.補(bǔ)充規(guī)則補(bǔ)充規(guī)則相對穩(wěn)定的狀態(tài)相對穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿（全充滿（p6，d10，f14）全空時(shí)（全空時(shí)（p0，d0，f0）半充滿（半充滿（p3，d5，f7）電子排布在同一能級時(shí)，總優(yōu)先單電子排布在同一能級時(shí)，總優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同。獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同。 24Cr原子的電子排布圖原子的電子排布圖:1s22s22p63s23p63d54s1不是不是3d44s2例：例：注意注意小結(jié)：小結(jié)：1各原子軌道的能量高低比較各原子軌道的能量高低比較（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能層同一能級的各原子）

15、同一能層同一能級的各原子軌道能量相等：軌道能量相等： 2Px2Py2Pz3 3下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是（下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是（ ） A A各能級的原子軌道數(shù)按各能級的原子軌道數(shù)按s s、p p、 d d、f f 的順序分別為的順序分別為1 1、3 3、5 5、7 7B B各能層的能級都是從各能層的能級都是從s s能級開始至能級開始至f f能能 級結(jié)束級結(jié)束C C各能層含有的能級數(shù)為各能層含有的能級數(shù)為n n11個(gè)個(gè) D D各能層含有的電子數(shù)為各能層含有的電子數(shù)為2 2n n2 2A 4按能量由低到高的順序排列，按能量由低到高的順序排列，正確的一組是（正確的一組是（ ） A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3pC6電子排布在同一能級時(shí)，總是（電子排布在同一能級時(shí)，總是（ ）A優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向相同相同 B優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向相反相反C自由配對，優(yōu)先占據(jù)同軌道，且自旋自由配對，優(yōu)先占據(jù)同軌道，且自旋方向相同方向相同D自由配對，優(yōu)先占據(jù)同一軌道，且自自由配對，優(yōu)先占據(jù)同一軌道，且自旋方相反