人教版高中化學(xué)選修3-1.1《原子結(jié)構(gòu)》復(fù)習課件

1、第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)學(xué)習目標學(xué)習目標1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理。了解原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理。3.知道原子核外電子的能級分布，能用電子排布式知道原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素表示常見元素(136號號)原子核外電子的排布。原子核外電子的排布。4.知道原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了知道原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應(yīng)用。解其簡單應(yīng)用。課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案第第一一節(jié)節(jié)原原子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)課堂互動講練課堂互動講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、開天辟地一、開天辟地原子的誕生原子的誕生1原子的誕生原子的

2、誕生氫氫氦氦鋰鋰2宇宙的組成與各元素的含量宇宙的組成與各元素的含量1%3地球的組成元素地球的組成元素地球上的元素絕大多數(shù)是地球上的元素絕大多數(shù)是_，_(包括稀有氣體包括稀有氣體)僅僅22種。種。二、能層與能級二、能層與能級1能層能層(1)分類依據(jù)分類依據(jù)根據(jù)多電子原子的核外電子的根據(jù)多電子原子的核外電子的_，將核，將核外電子分成不同的能層。外電子分成不同的能層。金屬金屬非金屬非金屬能量差異能量差異(2)能層的表示方法及各能層最多容納的電子數(shù)能層的表示方法及各能層最多容納的電子數(shù)如下：如下：能層能層一一二二三三四四五五六六七七符號符號 _ _M_PQ最多最多電子電子數(shù)數(shù)各能層最多容納的電子數(shù)為各

3、能層最多容納的電子數(shù)為_KLNO2n22.能級能級(1)分類依據(jù)分類依據(jù)根據(jù)多電子原子中同一能層電子根據(jù)多電子原子中同一能層電子_的不的不同，將它們分成不同的能級。同，將它們分成不同的能級。(2)能級的表示方法及各能級最多容納的電子數(shù)如能級的表示方法及各能級最多容納的電子數(shù)如下：下：能量能量能層能層 KLMN能級能級 _ _ _ _ _ _ _ _最多最多電子電子數(shù)數(shù)22626102610141s 2s2p3s3p3d4s4p4d4f思考感悟思考感悟1.(1)能層離核遠近與能量高低有何關(guān)系？能層離核遠近與能量高低有何關(guān)系？(2)第第n能層中的不同能級的能量有何關(guān)系？能層中的不同能級的能量有何關(guān)

4、系？【提示提示】(1)由由K層到層到Q層，離核由近到遠，層，離核由近到遠，能量由低到高。能量由低到高。(2)E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。三、構(gòu)造原理與電子排布式三、構(gòu)造原理與電子排布式1構(gòu)造原理構(gòu)造原理(1)含義含義在多電子原子中，電子在能級上的排布順序是：在多電子原子中，電子在能級上的排布順序是：電子先排在能量電子先排在能量_的能級上，然后依次排在能的能級上，然后依次排在能量量_的能級上。的能級上。低低較高較高(2)構(gòu)造原理示意圖構(gòu)造原理示意圖思考感悟思考感悟2(1)“能層越大，能級的能量越高。能層越大，能級的能量越高?！睂?？對嗎？(2)為什么為什么K原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖不是

5、原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖不是【提示提示】(1)從構(gòu)造原理圖中可以看出能級的能從構(gòu)造原理圖中可以看出能級的能量高低除了符合量高低除了符合E(ns)E(np)E(nd)E(nf)和和E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。等。(2)由于出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象，由于出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象，K原子排滿第一層和原子排滿第一層和第二層后，在排第三層時，先排滿第二層后，在排第三層時，先排滿3s能級、能級、3p能能級，最后一個電子進入級，最后一個電子進入4s能級而不是能級而不是3d能級，所能級，所以它的原子結(jié)構(gòu)示

6、意圖為：以它的原子結(jié)構(gòu)示意圖為：2電子排布式電子排布式將將_上所容納的電子數(shù)標在該能級符號上所容納的電子數(shù)標在該能級符號_，并按照能層從左到右的順序排列，并按照能層從左到右的順序排列的式子，稱電子排布式，如氫元素的電子排布式的式子，稱電子排布式，如氫元素的電子排布式為：為：右上角右上角能級能級四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜1能量最低原理能量最低原理現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實，原子的電子排布遵循構(gòu)現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實，原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱_。能量最低原理能量最低原理2基態(tài)原子與

7、激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子最低能量最低能量吸收吸收釋放釋放較高較高3光譜與光譜分析光譜與光譜分析(1)光譜形成原因光譜形成原因不同元素的原子發(fā)生不同元素的原子發(fā)生_時會吸收或釋放不時會吸收或釋放不同的光。同的光。(2)光譜分類光譜分類根據(jù)光是被吸收或釋放，可將光譜分為根據(jù)光是被吸收或釋放，可將光譜分為_和和_，總稱，總稱_。(3)光譜分析光譜分析在現(xiàn)代化學(xué)中，利用在現(xiàn)代化學(xué)中，利用_上的特征譜線上的特征譜線來鑒定元素的分析方法。來鑒定元素的分析方法。躍遷躍遷吸收光譜吸收光譜發(fā)射光譜發(fā)射光譜原子光譜原子光譜原子光譜原子光譜五、電子云與原子軌道五、電子云與原子軌道1電子云電子云(1)含義含義電

8、子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的_在原在原子核外空間的子核外空間的_的形象化描述。的形象化描述。(2)形狀形狀電子電子概率密度分布概率密度分布球形球形啞鈴狀啞鈴狀思考感悟思考感悟3電子云圖中的小黑點密度的大小是否表示電子電子云圖中的小黑點密度的大小是否表示電子的多少？的多少？【提示提示】不是。電子云圖中的一個小黑點并不不是。電子云圖中的一個小黑點并不代表一個電子，而是表示電子在此位置出現(xiàn)過一代表一個電子，而是表示電子在此位置出現(xiàn)過一次，小黑點密度的大小，表示在一定時間內(nèi)電子次，小黑點密度的大小，表示在一定時間內(nèi)電子出現(xiàn)的概率的大小。出現(xiàn)的概率的大小。2原子軌道原子軌道

9、(1)定義定義量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。稱為一個原子軌道。(2)數(shù)目數(shù)目ns能級各有能級各有_個軌道，個軌道，np能級各有能級各有_個軌道，個軌道，nd能級各有能級各有_個軌道，個軌道，nf能級各有能級各有_個軌道。個軌道。1357六、泡利原理和洪特規(guī)則六、泡利原理和洪特規(guī)則1泡利原理泡利原理在一個原子軌道里最多只能容納在一個原子軌道里最多只能容納_個電子，而個電子，而且自旋方向且自旋方向_，用，用“_”表示。表示。2洪特規(guī)則洪特規(guī)則當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中

10、的電子總是優(yōu)先中的電子總是優(yōu)先_一個軌道，而且一個軌道，而且自旋狀態(tài)自旋狀態(tài)_。2相反相反單獨占據(jù)單獨占據(jù)相同相同課堂互動講練課堂互動講練能層與能級的組成及能量關(guān)系能層與能級的組成及能量關(guān)系1不同能層的能級組成不同能層的能級組成任一能層的能級總是從任一能層的能級總是從s能級開始，能層的能級能級開始，能層的能級數(shù)等于該能層的序數(shù)：第一能層只有數(shù)等于該能層的序數(shù)：第一能層只有1個能級個能級(1s)，第二能層有第二能層有2個能級個能級(2s和和2p)，第三能層有，第三能層有3個能個能級級(3s,3p和和3d)，依次類推。，依次類推。2不同能層中各能級之間的能量大小關(guān)系不同能層中各能級之間的能量大小關(guān)

11、系(1)不同能層中同一能級，能層序數(shù)越大能量越高。不同能層中同一能級，能層序數(shù)越大能量越高。例如：例如：1s2s3s，2p3p4p。(2)同一能層中，各能級之間的能量大小關(guān)系是同一能層中，各能級之間的能量大小關(guān)系是spdf。例如：第四能層中例如：第四能層中4s4p4d4f。(3)能層和能級都相同的各原子軌道的能量相等。能層和能級都相同的各原子軌道的能量相等。例如：例如：2px2py2pz。3各能層、能級所容納電子數(shù)及能量關(guān)系各能層、能級所容納電子數(shù)及能量關(guān)系能層能層一一二二三三四四五五符號符號KLMNO能級能級1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p最多電最多電子數(shù)子數(shù)2

12、2 62 6 10 2 6 10 142 6電子離電子離核遠近核遠近近近遠遠電子能電子能量高低量高低低低高高特別提醒：特別提醒：決定電子能量高低的因素有：決定電子能量高低的因素有：能能層，能級符號相同時，能層數(shù)越高，電子能量層，能級符號相同時，能層數(shù)越高，電子能量越高；越高；能級，在同一能層的不同能級中，能級，在同一能層的不同能級中，s、p、d、f能級能量依次升高；能級能量依次升高；在多電子原子中在多電子原子中會發(fā)生能級交錯現(xiàn)象。會發(fā)生能級交錯現(xiàn)象。 (2011年天津高二檢測年天津高二檢測)下列關(guān)于能層、能級下列關(guān)于能層、能級和原子軌道的說法正確的是和原子軌道的說法正確的是()A各能層含有的能

13、級數(shù)等于能層序數(shù)減各能層含有的能級數(shù)等于能層序數(shù)減1B各能層的能級都是從各能層的能級都是從s能級開始至能級開始至f能級結(jié)束能級結(jié)束C各能層所含有的電子數(shù)一定是該能層序數(shù)平方各能層所含有的電子數(shù)一定是該能層序數(shù)平方的的2倍倍D各能級的原子軌道數(shù)按各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次的順序依次為為1、3、5、7【解析解析】各能層中所含有的能級數(shù)等于其能層各能層中所含有的能級數(shù)等于其能層序數(shù)，序數(shù)，A項錯誤；當為第一能層時，只含項錯誤；當為第一能層時，只含s能級，能級，第二能層只含第二能層只含s、p能級，能級，B項錯誤；每個能層最項錯誤；每個能層最多能填充該能層序數(shù)平方的多能填充該能層序數(shù)平

14、方的2倍個電子，但不一倍個電子，但不一定含有這些電子。定含有這些電子?！敬鸢复鸢浮緿【規(guī)律方法規(guī)律方法】在理解能層與能級的有關(guān)知識時要在理解能層與能級的有關(guān)知識時要從以下兩方面入手從以下兩方面入手(1)能量規(guī)律能量規(guī)律多電子原子的核外電子按能量不同劃分為不同能多電子原子的核外電子按能量不同劃分為不同能層。層。在同一能層中根據(jù)能量的不同劃分為不同能級。在同一能層中根據(jù)能量的不同劃分為不同能級。(2)數(shù)量規(guī)律數(shù)量規(guī)律每一個能層每一個能層(電子層電子層)中最多容納電子數(shù)為中最多容納電子數(shù)為2n2。每一個軌道最多容納每一個軌道最多容納2個電子，所以每個能層所個電子，所以每個能層所含的軌道總數(shù)為含的軌道

15、總數(shù)為n2。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布B3p2表示表示3p能級有兩個軌道能級有兩個軌道C同一原子中，同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減電子的能量逐漸減小小D同一原子中，同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次能級的軌道數(shù)依次增多增多解析：解析：選選A。A項中，項中，1個個2s電子被激發(fā)到電子被激發(fā)到2p能級上，能級上，表示的是激發(fā)態(tài)原子；表示的是激發(fā)態(tài)原子；B項中項中3p2表示表示3p能級上填能級上填充了充了2個電子；個電子；C項中，同一原子中能層數(shù)越大，項中，同一原子中能

16、層數(shù)越大，能量也就越高，離核越遠，故能量也就越高，離核越遠，故1s、2s、3s電子的能電子的能量逐漸升高；在同一能級中，其軌道數(shù)是一定的，量逐漸升高；在同一能級中，其軌道數(shù)是一定的，而不論它在哪一能層中。而不論它在哪一能層中。核外電子排布的原則核外電子排布的原則3洪特規(guī)則：基態(tài)原子核外電子在能量相同的洪特規(guī)則：基態(tài)原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時，電子盡可能分占不同的原子各個軌道上排布時，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最軌道，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個原子的能量最低。如低。如2p3的電子排布圖為的電子排布圖為 ，不能表示，不能表示為為 或或 。特別提醒：

17、特別提醒：(1)根據(jù)能量最低原理排布電子時，根據(jù)能量最低原理排布電子時，注意能級交錯現(xiàn)象。注意能級交錯現(xiàn)象。(2)根據(jù)此原則進行排布或進行判斷時，要三者根據(jù)此原則進行排布或進行判斷時，要三者兼顧，綜合評價，不可顧此失彼以偏概全。兼顧，綜合評價，不可顧此失彼以偏概全。 下列元素原子的電子排布式各違背了哪一規(guī)下列元素原子的電子排布式各違背了哪一規(guī)律？律？(1)6C1s22s22p2p2p(2)21Sc1s22s22p63s23p63d3(3)22Ti1s22s22p63s23p10【解析解析】從電子排布遵循的原則入手，看是否符從電子排布遵循的原則入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則及其

18、特例。合能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則及其特例。【答案答案】(1)洪特規(guī)則洪特規(guī)則(2)能量最低原理能量最低原理(3)泡泡利原理利原理互動探究互動探究.寫出寫出(3)的正確的電子排布式，并寫出其電子排的正確的電子排布式，并寫出其電子排布圖。布圖。.若若(2)中中21Sc的電子排布式為的電子排布式為1s22s22p63s23p64s24p1正確嗎？若不正確違反哪一正確嗎？若不正確違反哪一條規(guī)則？條規(guī)則？【提示提示】【誤區(qū)警示誤區(qū)警示】(1)在書寫基態(tài)原子的電子排布圖在書寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下幾種錯誤：時，常出現(xiàn)以下幾種錯誤：(2)當出現(xiàn)當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按軌道時，雖然電子按

19、ns、(n1)d、np順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n1)d放在放在ns前。例如，前。例如，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p63d64s2，正，正確；確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，錯誤。，錯誤。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2比較下列多電子原子的原子軌道的比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低。能量高低。(1)2s_3s (2)2s_3d(3)3px_3pz (4)3p_3s(5)4f_6f (6)3d_4s(7)4f_6p解析：解析：本題所考查的是不同原子軌道的能量高低。本題所考查的是不同原子軌道的能量高低。相同電子層上原子軌道能量的高

20、低：相同電子層上原子軌道能量的高低：nsnpndnf；形狀相同的原子軌道能量的高低：；形狀相同的原子軌道能量的高低：1s2s3s4s；能層、能級均相同的原子軌道能量相等：；能層、能級均相同的原子軌道能量相等：3px3py3pz；對于處在不同能層的不同的能級，；對于處在不同能層的不同的能級，電子排布的先后次序為：電子排布的先后次序為：ns、(n2)f、(n1)d、np。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)原子的核外電子排布的表示方法原子的核外電子排布的表示方法原原子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)示示意意圖圖意義意義將每個能層上的電子總數(shù)表示在原將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子子核外的式子

21、實例實例 電子電子排布排布式式意義意義用數(shù)字在能級符號右上角標明該能用數(shù)字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數(shù)，這就是電子排級上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式布式實例實例K：1s22s22p63s23p64s1簡化簡化電子電子排布排布式式意義意義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部把內(nèi)層電子達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加方括號表示方括號表示實例實例K：Ar4s1價價電電子子排排布布式式意義意義主族元素的價層電子指最外層電子，價主族元素的價層電子指最外層電子，價層電子排布式即外圍電子排

22、布式層電子排布式即外圍電子排布式實例實例Al：3s23p1電電子子排排布布圖圖意義意義每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子代表一個電子實例實例特別提醒：特別提醒：(1)電子排布式在書寫時特別注意如電子排布式在書寫時特別注意如Cr、Cu等符合洪特規(guī)則特例的元素。等符合洪特規(guī)則特例的元素。(2)上述五種表示核外電子排布的方法中，電子上述五種表示核外電子排布的方法中，電子排布圖最能反映電子的排布情況。排布圖最能反映電子的排布情況。 按要求填空。按要求填空。(1)11Na的電子排布式的電子排布式_。(2)20Ca的價電子排布式的價電子排布式_。(3)35Br

23、的離子結(jié)構(gòu)示意圖的離子結(jié)構(gòu)示意圖_。(4)7N的電子排布圖的電子排布圖_。【思路點撥思路點撥】本題在書寫核外電子排布式時注本題在書寫核外電子排布式時注意以下三點：意以下三點：(1)確定原子序數(shù)。確定原子序數(shù)。(2)按照能量最低原理將電子排在能量由低到高按照能量最低原理將電子排在能量由低到高的原子軌道上。的原子軌道上。(3)排布中遵循泡利原理、洪特規(guī)則。排布中遵循泡利原理、洪特規(guī)則?！窘馕鼋馕觥勘绢}主要考查電子排布式、電子排布本題主要考查電子排布式、電子排布圖和微粒結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電子排布式是書寫圖和微粒結(jié)構(gòu)示意圖，其中，電子排布式是書寫其余兩種排布圖的基礎(chǔ)，其余兩種排布圖的基礎(chǔ)，11Na：1s22s2