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文檔簡介

1、第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)原子概念和原子結(jié)構(gòu)模型演變簡介1公元前5世紀(jì),希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為 :萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的,即原子。219世紀(jì)初,英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說,他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體。道爾頓原子學(xué)說1、一切物質(zhì)都是由不可見的、不可分割的原子組成,原子不可自生自滅2、同種類的原子在質(zhì)量、形狀和性質(zhì)上完全相同,不同種類的原子則不同3、每一種物質(zhì)都是由它自己的原子構(gòu)成。單質(zhì)是由簡單原子組成,化合物是由復(fù)雜原子組成。復(fù)雜原子的質(zhì)量等于組成它的簡單原子的質(zhì)量總和。31897年英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。原子是一個(gè)平均分配著正電荷的粒子,其中鑲嵌著

2、許多電子,中和了正電荷,從而形成中性原子原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)41911年,英國物理學(xué)家盧瑟福電子繞核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)51913年,丹麥科學(xué)家玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)620世紀(jì)20年代中期,奧地利物理學(xué)家薛定諤等人以量子力學(xué)為基礎(chǔ)電子云模型原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)近代原子論發(fā)現(xiàn)電子帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型電子云模型原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教

3、材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史德謨克利特的古代原子學(xué)說道爾頓的近代原子學(xué)說(模型)湯姆生原子模型盧瑟福原子模型玻爾原 子模型電子云模型原子結(jié)構(gòu)的衍變過程原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)一 、開天辟地原子的誕生現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論宇宙誕生于約140億年前的一次大爆炸大爆炸后約2小時(shí),誕生了大量的H,少量的He和極少量的Li 我們今天熟悉的各種元素(原子),都是從那時(shí)起經(jīng)歷了漫長復(fù)雜的物理化學(xué)變化,分批分期合成而來的原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1、 氫元素是宇宙中最豐富的元

4、素。 2、宇宙年齡距今約140億年,地球年齡已有46億年。3、地球上的元素絕大多數(shù)是金屬,非金屬僅有22種。原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子的結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子 質(zhì)子 中子核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1 能層:按原子核外電子能量的差異,可以將核外電子分為不同的能層即電子層。二、能層與能級(jí)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)能層12345n符號(hào)KLMNO最多電子數(shù)212222232 2422522n2 能層(既電子層

5、)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)(1)先排能量低的電子層,再排能量高的電子層,由里往外。(2)每一層最多容納電子數(shù):2n2個(gè)。(3)最外層電子數(shù)不超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過2個(gè))。(4)次外層電子數(shù)不超過18個(gè),倒數(shù)第三層不超過32個(gè)。核外電子的排布規(guī)律:原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)規(guī)定,任一能層的能級(jí)總是從 s 能級(jí)開始,依次稱p、d、f、g能級(jí)能層 K L M N O能級(jí) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多電子數(shù)2 2 6 2 6 10 2 6 10 142、能級(jí):

6、在多電子原子中,同一能層的電子的能量也可能不同,可以將它們分為不同的能級(jí)(既亞層)。原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)學(xué)與問1、原子核外電子的每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系? (2n2 )2、不同能層分別有多少個(gè)能級(jí),與能層的序數(shù)間存在什么關(guān)系?(所含能級(jí)個(gè)數(shù)能層序數(shù) n)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)s 122p 326d 5210f 7214g 9218不同能層中的s、p、d、f、g能級(jí)最多能容納的電子數(shù)是相同的,各為:3、英文字母相同的不同能級(jí)中所能容納的最多電子數(shù)是否相同?原子

7、結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)三、構(gòu)造原理原子核外電子排布必須遵循一定的排布順序 構(gòu)造原理原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)存在著能級(jí)交錯(cuò)1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-核外電子排布的構(gòu)造原理圖原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件) 試書寫N、Cl、K、26Fe原子的 核外電子排布式原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡稱能量最低原理原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)思考與交流電子排布式可以簡化,如可

8、以把鈉的電子排布式寫成【Ne】3s1。試問:上式方括號(hào)中的符號(hào)的意義是什么?你能仿照鈉原子的簡化電子排布式寫出O、Si、Fe的簡化電子排布式嗎?原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大的作用。他的學(xué)說中主要有下列三個(gè)論點(diǎn):原子是不能再分的微粒;同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同;原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代原子分子學(xué)說的觀點(diǎn)看,你認(rèn)為不正確的是( )A 只有 B 只有 C 只有 D 課堂練習(xí)D原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)在同一個(gè)原子中,離核越近、n越小的電子層能量 。在同一電子層中,各亞層

9、的能量按s、p、d、f的次序 理論研究證明,多電子原子中,同一能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級(jí),第三能層有3個(gè)能級(jí)分別為 。越低增大 。 3S 3P 3d原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)三.能量最低原理原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡稱能量最低原理原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)下列各原子的電子排布正確的是()A.Be1s22s12p1 B.C1s22s22p2 C.He1s12s1 D.Cl1s22s22p63s23p5BD2.書寫下列原子的電子排布式S Fe Sc V

10、Se Ga Br原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)3下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是( )A Al 1s22s22p63s23p1 B O2- 1s22s22p6C Na+ 1s22s22p6 D Si 1s22s22p2D原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)在同一個(gè)原子中,離核越近、n越小的電子層能量 。在同一電子層中,各亞層的能量按s、p、d、f的次序 理論研究證明,多電子原子中,同一能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級(jí),第三能層有3個(gè)能級(jí)分別為_ 。越低增大 。 3S 3P 3d原子結(jié)構(gòu)PPT人教版

11、教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子 處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子當(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(jí),變成激發(fā)態(tài)原子原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)可利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的能量表現(xiàn)為光的形式用光譜儀攝取得到各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)

12、誤1)1s22p1屬于基態(tài);2)1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發(fā)態(tài); 3)1s22s2 2p63d1屬于激發(fā)態(tài);4)1s22s2 2p63p1屬于基態(tài);答案: (1) x(2) x(3)(4) x課堂練習(xí)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)五、電子云與原子軌道思考: 宏觀物體與微觀物體(電子)的運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別?宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特征:可以準(zhǔn)確地測出它們?cè)谀骋粫r(shí)刻所處的位置及運(yùn)行的速度;可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)微觀物體的運(yùn)動(dòng)特征:電子的質(zhì)量很小,只有9.1110-31千克

13、;核外電子的運(yùn)動(dòng)范圍很?。ㄏ鄬?duì)于宏觀物體而言);電子的運(yùn)動(dòng)速度很大;測不準(zhǔn)1、電子云原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)圖中 表示原子核,一個(gè)小黑點(diǎn)代表電子在這里出現(xiàn)過一次原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率的大小。原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖量子力學(xué)中將這種電子云輪廓圖稱為“原子軌道”原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)as電子的原子軌道(電子云)形狀 是以原

14、子核為中心的球體,只有一個(gè)伸展方向 2、原子軌道 原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)bp電子云/原子軌道的形狀是紡錘形(或稱為啞鈴形),其伸展方向是互向垂直的三個(gè)方向(Px、Py、Pz)。 P電子原子軌道半徑同樣隨著n增大而增大原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)科學(xué)探究觀察圖1-14,這些圖稱為原子的電子軌道表示式1每個(gè)原子軌道最多只能容納幾個(gè)電子?原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)電子層原子軌道類型原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)1234n1s2s,2p4s,4p,4d,4f3s,3p,

15、3d14916n22818322n2原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)練習(xí)1、下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是( ) A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 Bs能級(jí)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) Cp能級(jí)的原子軌道呈紡錘形,隨著能層的增加,p能級(jí)原子軌道也在增多 D與s電子原子軌道相同,p電子原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大 D原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)核外電子排布規(guī)則:1.能量最低原理 2.泡利不相容原理 每個(gè)原子軌道里最多只能容納 2 個(gè)自旋方向 相反 的電

16、子。 原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)3.洪特規(guī)則 4.補(bǔ)充規(guī)則相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿(p6,d10,f14)全空時(shí)(p0,d0,f0)半充滿(p3,d5,f7)電子排布在同一能級(jí)時(shí),總優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,且自旋方向相同。 原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)24Cr原子的電子排布圖:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2例:原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)注意原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)小結(jié):1各原子軌道的能量高低

17、比較(1)nsnpndnf(2)1s2s3s4s(3)同一能層同一能級(jí)的各原子軌道能量相等: 2Px2Py2Pz原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)3下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是( ) A各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、 d、f 的順序分別為1、3、5、7B各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開始至f能 級(jí)結(jié)束C各能層含有的能級(jí)數(shù)為n1個(gè) D各能層含有的電子數(shù)為2n2A原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件) 4按能量由低到高的順序排列,正確的一組是( ) A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4

18、s、3pC原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)6電子排布在同一能級(jí)時(shí),總是( )A優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道,且自旋方向相同 B優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道,且自旋方向相反C自由配對(duì),優(yōu)先占據(jù)同軌道,且自旋方向相同D自由配對(duì),優(yōu)先占據(jù)同一軌道,且自旋方相反A原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)5“各能級(jí)最多容納的電子數(shù),是該能級(jí)原子軌道數(shù)的二倍”,支撐這一結(jié)論的理論是( ) A構(gòu)造原理 B泡利原理 C洪特規(guī)則 D能量最低原理B原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤1)1s22p1屬于基態(tài);2)1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發(fā)態(tài); 3)1s22s2 2p63d1屬于激發(fā)態(tài);4)1s22s2 2p63p1屬于基態(tài);答案: (1) x(2) x(3)(4) x課堂練習(xí)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教材(優(yōu)秀課件)原子結(jié)構(gòu)PPT人教版教

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