選修3第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

新課標人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)（第一課時）15一月2023教學(xué)目標

一、知識與能力1.了解電子云和原子軌道的含義。2.知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理

二、教學(xué)重難點1.原子軌道的含義2.泡利原理和洪特規(guī)則三、教學(xué)方法以科學(xué)探究、思考與交流等方式，探究泡利原則、洪特規(guī)則以及原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，充分認識結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)基礎(chǔ)四、教具準備多媒體原子是怎樣誕生的呢？閱讀課本P4宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合成了其它元素?？凑n本第一章彩圖你能了解人們認識原子模型的發(fā)展史嗎？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

1、有誰知道宇宙中最豐富的元素是那一種？宇宙年齡有多大？地球年齡有多大？2、你認為[科學(xué)史話]中普魯特的推理是符合邏輯的嗎？1、氫元素宇宙中最豐富的元素占88.6%（氦1／8），另外還有90多種元素，宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。思考與交流

回答2、不符合，科學(xué)假設(shè)不同于思辨性推測1.古希臘原子論古希臘哲學(xué)家

原子是最小的、不可分割的物質(zhì)粒子。原子之間存在著虛空，無數(shù)原子從古以來就存在于虛空之中，既不能創(chuàng)生，也不能毀滅，它們在無限的虛空中運動著構(gòu)成萬物。（Democritus，約公元前460年—前370年）原子2.道爾頓原子模型(1803年)

原子在一切化學(xué)變化中不可再分，并保持自己的獨特性質(zhì)；同一元素所有原子的質(zhì)量、性質(zhì)都完全相同。不同元素的原子質(zhì)量和性質(zhì)各不相同；不同元素化合時，原子以簡單整數(shù)比結(jié)合。（化學(xué)原子論）3.湯姆生原子模型(1904年)

原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。（“葡萄干布丁”模型）（西瓜模型）4.盧瑟福原子模型(1911年)

原子中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣。(“行星系式”原子模型)(核式模型)5.玻爾原子模型(1913年)

電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。(電子分層排布模型)6.電子云模型(1926年)現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說。波粒二象性。(量子力學(xué)模型)一、開天辟地──原子的誕生1.現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論宇宙大爆炸大量氫少量氦極少量鋰其他元素原子核的熔合反應(yīng)約2h后誕生于2.氫是宇宙中最豐富的元素，是所有元素之母。3.所有恒星仍在合成元素，但這些元素都是已知的。4.地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬（包括稀有氣體）僅22種。歸納總結(jié)復(fù)習(xí)回憶：原子結(jié)構(gòu)原子：是化學(xué)變化中最小的粒子化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)：是原子的重新組合。一、原子結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子(-)質(zhì)子(+)中子(不帶電）粒子間的數(shù)量關(guān)系

原子內(nèi)部，質(zhì)子所帶正電和電子所帶負電電量相等，電性相反。原子整體不顯電性?；貞洠簶?gòu)成原子的粒子有哪些？它們怎樣構(gòu)成原子的？核電荷數(shù)（z）=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）離子所帶電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)–核外電子數(shù)思考：當質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）>核外電子數(shù)時，該粒子是陽離子，帶正電荷。陰離子，帶負電荷。當質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）<核外電子數(shù)時，該粒子是學(xué)與問核外電子是怎樣排布的？觀察1-18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，討論為什么原子核外的電子分層運動？核外電子排布的一般規(guī)律

(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。(3)原于最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。(4)次外層電子數(shù)目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過32個。說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。1、下列說法正確的是（）A、某微粒核外電子排布為2、8、8結(jié)構(gòu)，則該微粒一定是氬原子B、最外層達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒只能是稀有氣體的原子C、F-、Na+、Mg2+、Al3+是與Ne原子具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子D、NH4+與H3O+具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)課堂練習(xí)CD最多電子數(shù)能層符號一二四六七2LNOPQ83250……

理論研究K…………三五M18能層（電子層）離核距離能量高低(近)(遠)(低)(高)理論研究

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，就好比能層是樓層，能級是樓梯的階梯。最多電子數(shù)能級22626101s2s2p4s4p4d4f

理論研究3s3p3d2610145s5p26…………能層KNOLM……能級二、能層與能級1.各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ能級(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f······最多容納的電子數(shù)2262610261014······2818322n2歸納總結(jié)規(guī)律1、在每一能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf……（n代表能層）2、任一能層的能級總的從s能級開始，而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)。5、以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍。3、各能級所在能層的取值ns→n≥1；np→n≥2；nd→n≥3；nf→n≥4；······4、每一能層最多可容納2n2個電子s

1×2＝2p

3×2＝6d

5×2＝10f

7×2＝14g

9×2＝18★不同能層中的s、p、d、f、g能級最多能容納的電子數(shù)是相同的，各為：6.各能層、能級中電子能量的高低⑴同一能層中：⑵不同能層中：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜······E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)＜······E(2p)＜E(3p)＜E(4p)＜E(5p)＜······新課標人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)（第二課時）15一月2023能層一二三四五六七符號能級最多電子數(shù)KLMNOPQ電子能量高在離核遠的區(qū)域內(nèi)運動，電子能量低在離核近的區(qū)域內(nèi)運動

，在多電子的原子核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異，可以將核外電子分成不同的能層。同一能層的電子，能量也可不同，可以把它們分成能級。1S2S2P3S3P3d4S4P4d4f5S5P…

226261026101426…

注:在每一能層中,能級符號的順序是nsnpndnf….(n代表能層），每一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個，任一能層的能級數(shù)等于該能層的序數(shù)。復(fù)習(xí)回憶復(fù)習(xí)回憶1、原子核外的電子的每一個能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)間有什么關(guān)系？2、不同的能層分別有多少個能級？與能層的序數(shù)間有什么關(guān)系？3、英文字母相同的不同能級中所容納的電子數(shù)是否相同？各級上所能容納的電子數(shù)分別是多少？2n2能層序數(shù)=能級個數(shù)相同.如：1s22s23s2分別是1、3、5、7的2倍挑戰(zhàn)題第五能層中所能容納的最多電子數(shù)是多少？說出你推導(dǎo)的兩種方法。第一，依據(jù)每一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個，當n=5，2n2=50第二、第五能層中有5個能級—5s、5p、5d、5f、5g，最多電子數(shù)分別是2、6、10、14、18，所能容納的最多電子數(shù)為501、以下能級符號正確的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能級符號錯誤的是（）A．npB．nfC．ndD．ns課堂練習(xí)ADB3、下列各電子能層中，不包含d能級的是（）A、N能層B、M能層C、L能層D、K能層CD探究一1、知道了原子核外電子的能層和能級可容納的最多電子數(shù)，是否就可以得出各種原子的電子排布規(guī)律呢？2、鉀原子的電子排布為什么不是2、8、9，而是2、8、8、1？閱讀課本P6電子填充的先后順序（構(gòu)造原理）

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s

4f5d6p7s5f6d7p

……三、構(gòu)造原理1、構(gòu)造原理

隨原子核電荷數(shù)遞增，原子核外電子的排布遵循如左圖的排布順序，這個排布順序被稱為構(gòu)造原理。電子填入軌道次序圖1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p能量相近的能級劃為一組,稱為能級組第一能級組第二能級組第三能級組第四能級組第五能級組第六能級組第七能級組2.電子排布式Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級上排布的電子數(shù)能級符號KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能層次序書寫，按構(gòu)造原理充入電子。課堂練習(xí)寫出下列元素基態(tài)原子的電子排布式：COSiP3.簡化電子排布式如：Na：1s22s22p63s1[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同簡化為試寫出8號、14號、26號元素的簡化排布式嗎？1、21Sc、25Mn2、27Co、36Kr課堂練習(xí)

寫出下列元素基態(tài)原子的電子排布式：構(gòu)造原理中排布順序的實質(zhì)------各能級的能量高低順序

1)相同能層的不同能級的能量高低順序：ns<np<nd<nf2)英文字母相同的不同能級的能量高低順序：1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p;3d<4d3)不同層不同能級可由下面的公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n為能層序數(shù))從元素周期表中查出銅的外圍電子排布，它是否符合構(gòu)造原理。當一個能級上的電子填充達到全充滿，半充滿或全空時是一種穩(wěn)定狀態(tài)，使得體系的能量較低。－－這就是洪特規(guī)則的第二條。思考與交流24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1按能量由低到高的順序排列，正確的一組是（）A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3pC課后鞏固練習(xí)1、1～36號元素的原子核外電子排布式2、1～36號元素原子簡化核外電子排布式新課標人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)（第三課時）15一月2023復(fù)習(xí)回憶一、構(gòu)造原理：

1、不同層不同能級可由下面的公式得出:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n為能層序數(shù))2.電子排布式3.簡化電子排布式例題解析例1若某基態(tài)原子的外圍電子排布為4d15s2，則下列說法正確的是（）A．該元素基態(tài)原子中共有3個電子B．該元素原子核外有5個電子層C．該元素原子最外層共有3個電子D．該元素原子M能層共有8個電子B

例2下列有關(guān)認識正確的是（）

A．各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序分別為1、3、5、7B．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束

C．各能層含有的能級數(shù)為n

-1D．各能層含有的電子數(shù)為2n2A

例3下列粒子中，電子排布式為1s22s22p63s23p6的有（）

A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

例4下列化學(xué)用語，不能表示氯離子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC

例5構(gòu)造原理揭示的電子排布能級順序，實質(zhì)是各能級能量高低。若以E(nl)表示某能級的能量，以下各式中正確的是（）A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB學(xué)生閱讀見課本P7-81、什么是能量最低原理？2、什么是基態(tài)原子、激發(fā)態(tài)原子？它們?nèi)绾无D(zhuǎn)化？3、什么是光譜？光譜分析？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

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)，簡稱能量最低原理。2、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(穩(wěn)定)

，當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子(不穩(wěn)定)

。歸納總結(jié)3、基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化與能量的關(guān)系基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子

①光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一；吸收能量釋放能量②在日常生活中，我們看到的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。

1、當鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，以下說法正確的是（）

A．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中吸收能量

B．鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中釋放能量

C．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中釋放能量

D．鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中吸收能量A課堂練習(xí)

前面提到的焰色反應(yīng)是某些金屬原子的電子在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激躍遷到激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的時間內(nèi)（約10－８s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級上，并在躍遷過程中將能量以一定波長（顏色）的光釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)于可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩。焰火呈現(xiàn)五顏六色的原因：4、光譜與光譜分析（1）光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或放出不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。（2）光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。鋰、氦、汞的吸收光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜特征:暗背景,亮線,線狀不連續(xù)特征:亮背景,暗線,線狀不連續(xù)光譜：按一定次序排列的彩色光帶。用光譜儀測定氫氣放電管發(fā)射的氫的發(fā)射光譜氫原子的光譜科學(xué)史話基本內(nèi)容：①“光譜”的提出：牛頓，1672年②“七基色”：“紅、橙、黃、綠、青、藍、紫”③1859年，德國科學(xué)家本生(R.Bunsem)和基爾霍夫(G.Kirchhoff)發(fā)明了光譜儀，攝取了當時已知元素的光譜圖④1913年，丹麥科學(xué)家波爾建立了量子力學(xué)閱讀科學(xué)史話：P8~P9課堂練習(xí)2、關(guān)于光譜分析，下列說法錯誤的（）A、光譜分析的依據(jù)是每種元素都有其獨特的特征譜線B、光譜分析不能用連續(xù)光譜C、光譜分析既可以用發(fā)射譜也可以用吸收光譜D、分析月亮的光譜可得知月球的化學(xué)組成D3、在太陽的光譜中有許多暗線，這表明（）A、太陽內(nèi)部含有這些暗線所對應(yīng)的元素B、太陽大氣層中缺少這些暗線所對應(yīng)的元素C、太陽大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素D、地球的大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素

課堂練習(xí)D課堂練習(xí)1________________________________________________________,簡稱能量最低原理。_________________________叫做基態(tài)原子

1、當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會______________，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將_________能量。光（輻射）是電子___________能量的重要形式之一。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)

處于最低能量的原子躍遷到較高能級

釋放

釋放

3、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的________光譜或__________光譜，總稱_______光譜。許多元素是通過原子光譜發(fā)現(xiàn)的。在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為________。

吸收

發(fā)射

原子

光譜分析思考與交流請分析當H原子處于激發(fā)態(tài)電子排布式為2P1時，其可形成

條發(fā)射光譜。３新課標人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)（第四課時）15一月2023閱讀與交流1、什么是電子云？2、什么是原子軌道？五、電子云與原子軌道宏觀物體的運動特征：可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度；可以描畫它們的運動軌跡。微觀物體的運動特征：核外電子質(zhì)量小，運動空間小，運動速率大。無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少。核外電子運動的特征核外電子運動狀態(tài)的描述1.電子云：描述核外電子運動特征的圖象。電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子,而是表示電子在此空間出現(xiàn)的機率。電子云密度大的地方說明電子出現(xiàn)的機會多，而電子云密度小的地方說明電子出現(xiàn)的機會少。2.原子軌道：電子云輪廓圖稱為原子軌道電子云輪廓圖原子軌道與火車運行的軌道有何不同?

原子軌道是指一定能級上的電子,在核外空間運動的一個空間區(qū)域.火車的軌道則是火車運行的一個固定路線.問題討論3.原子軌道的特點s能級的原子軌道圖S能級的原子軌道是球形對稱的（原子核位于球心），能層序數(shù)n越大（電子能量越大，1s<2s<3s......），原子軌道半徑越大。

P能級的原子軌道是啞鈴形的,每個P能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以Px,Py,PZ表示。P電子原子軌道的平均半徑隨n增大而增大。在同一能層中Px,Py,PZ的能量相同。P能級的原子軌道P能級的原子軌道

P能級的3個原子軌道Px,Py,PZ合在一起的情形.

d能級的原子軌道有5個.d能級的原子軌道.各能級包含的原子軌道數(shù)：（1）ns能級各有1個原子軌道；（2）np能級各有3個原子軌道；

（3）nd能級各有5個原子軌道；（4）nf能級各有7個原子軌道；小結(jié)：原子軌道的特點1.s原子軌道是球形的，p原子軌道是啞鈴形的2.能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大；3.不同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，只是半徑不同；相同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，半徑相同，能量相同，方向不同4.s能級只有一個原子軌道；p能級有3個原子軌道，互相垂直，可分別以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz軌道的能量相等。5.每個能層的軌道數(shù)是n2內(nèi)容回顧：1、原子核外空間由里向外劃分為不同的電子層2、同一電子層的電子也可以在不同的軌道上運動3、不同的軌道的能量不同電子層一二三四五六七……符號KLMNOPQ……最多電子數(shù)28183250……

電子層一二三四五能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……軌道數(shù)1491625最多電子數(shù)28183250

比較下列軌道能量的高低1.nsnpndnf2.1s2s3s4s2px2py2pz3Px2S3d4s<<<<<<==>>交流與討論第二周期元素基態(tài)原子的電子排布圖由圖總結(jié)：每個原子軌道里最多只能容納幾個電子？方向如何？當電子排布在同一能級時，又什么規(guī)律？1.每個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示）

——泡利原理2.當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同。

——洪特規(guī)則歸納總結(jié)搶座位原子的電子排布圖鐵原子的軌道表示式↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理

對于能量相同的軌道(同一電子亞層)，當電