【高中化學(xué)】引言 原子結(jié)構(gòu) 能層和能級(jí) 2022-2023學(xué)年高二化學(xué)同步課件（人教版2019選擇性必修2）

選修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》引言

------世上萬(wàn)物，神奇莫測(cè)化學(xué)研究的是構(gòu)成宏觀物體的物質(zhì)。研究物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)研究物質(zhì)的性質(zhì)與變化古希臘的“原性論”的哲學(xué)土、水、氣、火→原性論認(rèn)為物質(zhì)的性質(zhì)與變化決定了物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定物質(zhì)的性質(zhì)與變化呢？物質(zhì)的元素組成決定了物質(zhì)的性質(zhì)為什么不同元素有不同性質(zhì)？為什么有的元素性質(zhì)相似？原子結(jié)構(gòu)不同或相似原子結(jié)構(gòu)如何決定元素性質(zhì)？第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子的組成決定了物質(zhì)的性質(zhì)有的分子的組成相同卻有不同的性質(zhì)O2和O3CO易燃，CO2卻能滅火分子式為C2H6O的物質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)也是決定物質(zhì)性質(zhì)的重要因素可能有兩種不同的結(jié)構(gòu)分子組成完全不同，卻由于有類似的結(jié)構(gòu)而有某些近似的性質(zhì)第一種磺胺藥-對(duì)氨基苯磺酰胺用于醫(yī)學(xué)磺胺藥在結(jié)構(gòu)上類似于細(xì)菌必須的營(yíng)養(yǎng)物---對(duì)氨基苯甲酸合成了許多不同結(jié)構(gòu)磺胺藥第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)21世紀(jì)化學(xué)的重要課題：模擬生物體中酶的結(jié)構(gòu)創(chuàng)造具有酶的性質(zhì)的物質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)是決定物質(zhì)性質(zhì)的一個(gè)重要因素金剛石與石墨貝殼的無(wú)機(jī)成分主要是CaCO3內(nèi)層叫霰石外殼叫方解石晶體結(jié)構(gòu)不同,性質(zhì)不同第三章晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定第一章原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第一課時(shí)原子結(jié)構(gòu)能層和能級(jí)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）話題1、原子的誕生——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(gè)宇宙最初聚集在一個(gè)“原始原子”中，后來(lái)發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開(kāi)，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時(shí)，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)或短的發(fā)展過(guò)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。宇宙大爆炸宇宙年齡約：140億年地球年齡約：46億年其他元素原子核的熔合反應(yīng)大量氫少量氦極少量鋰約2h后宇宙大爆炸誕生于氫是宇宙中最豐富的元素，是所有元素之母。一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）話題1、原子的誕生——宇宙大爆炸地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬僅17種，稀有氣體元素7種。(占88.6%)(占11.1%)話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變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(wàn)物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。2.道爾頓原子模型(1803年）原子是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。(必修1P88科學(xué)史話)（化學(xué)原子論）一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）3.湯姆生原子模型(1904年)原子是一個(gè)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。湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子（“葡萄干布丁”模型）（西瓜模型）話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變(必修1P88科學(xué)史話)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）4.盧瑟福原子模型（1911年）原子中心有一個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)α粒子：帶正電荷高能粒子(4He原子核)(“行星系式”原子模型)(核式模型)話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變(必修1P88科學(xué)史話)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）4.玻爾原子模型(1913年）又稱分層模型：當(dāng)原子只有一個(gè)電子時(shí)，電子沿特定球形軌道運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)原子有多個(gè)電子時(shí)，它們將分布在多個(gè)球殼中繞核運(yùn)動(dòng)。不同的電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道是具有一定級(jí)差的穩(wěn)定軌道。(電子分層排布模型)話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變(必修1P88科學(xué)史話)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）5.電子云模型（1927~1935年）話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變(必修1P88科學(xué)史話)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）5.電子云模型（1927~1935年）現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。[電子在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律與一般物體不同，沒(méi)有確定的軌道]氫原子電子云圖(量子力學(xué)模型)話題2原子結(jié)構(gòu)模型的演變(必修1P88科學(xué)史話)一、關(guān)于原子（“ατομ”atom）“葡萄干布丁”模型（湯姆生1904）電子分布在均勻的正電荷連續(xù)體內(nèi)原子結(jié)構(gòu)模型的演變?cè)咏Y(jié)構(gòu)模型的演變實(shí)心球模型（道爾頓1803）原子是不可再分的12行星模型（盧瑟福1911）原子由原子核核外電子組成3圓形軌道模型（波爾1913）核外電子在特定軌道上高速運(yùn)動(dòng)4電子云模型（薛定諤1926）電子只能用概率大小來(lái)描述在某處出現(xiàn)的可能性51.原子：是化學(xué)變化中最小的粒子2.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：是原子的重新組合。知識(shí)回顧3.原子結(jié)構(gòu)：核電荷數(shù)(z)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）原子原子核核外電子(—)

質(zhì)子(+)

中子{{知識(shí)回顧4.原子核外電子排布：次外層電子數(shù)目不能超過(guò)

個(gè)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過(guò)

個(gè)。(3)原子最外層電子數(shù)目不能超過(guò)

個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)

個(gè))(2)原子核外各電子層最多容納

個(gè)電子。(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層；“一低四不超”2n2821832下列說(shuō)法中有錯(cuò)誤的是A.某原子K層上只有一個(gè)電子B.某離子M層和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍C.某原子M層上的電子數(shù)為L(zhǎng)層電子數(shù)的4倍D.存在核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等的離子C第三周期第IA族1920年，丹麥科學(xué)家玻爾提出“構(gòu)造原理”，他認(rèn)為電子在核外是分層排布的，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入原子核外“殼層”中，由此開(kāi)啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期表+11第1層第2層第3層281電子在原子核外是分層排布的，這三層上的電子有什么不同？Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖一、能層與能級(jí)離核距離不同電子能量不同1.能層核外電子按能量不同分成能層，也叫電子層能層的表示方法能層一二三四五六七符號(hào)K

L

M

N

OPQ離核越近的能層，具有的能量越低，電子優(yōu)先占據(jù)低能量能層一、能層與能級(jí)（電子層）能量高低：K<L<M<N<O<P<Q思考：不同能層的電子能量不同，在同一層上的電子的能量是否一定相同呢，例如第2層的8個(gè)電子能量是否相同？+11第1層第2層第3層281一、能層與能級(jí)同一能層的電子的能量可能不同，又將能層分成不同的能級(jí)(電子亞層)2.能級(jí)一、能層與能級(jí)（又叫電子亞層）同一能層中，電子的能量還稍有差異，把一個(gè)能層分為1個(gè)或若干個(gè)能級(jí)一、能層與能級(jí)類比：能層小學(xué)初中高中能級(jí)一年級(jí)二年級(jí)三年級(jí)四年級(jí)五年級(jí)六年級(jí)初一初二初三高一高二高三能級(jí)能級(jí)2.能級(jí)問(wèn)題1：同一能層中，不同的能級(jí)用什么形式表示呢？一、能層與能級(jí)（電子亞層）

能級(jí)表示形式：用字母s、p、d、f┅┅能級(jí)的符號(hào)：nsnpndnf…(n：能層序數(shù))2.能級(jí)一、能層與能級(jí)（電子亞層）問(wèn)題2：不同能層中，能級(jí)數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級(jí)……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p一二三四五能層序數(shù)課本P6表格②能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)①任一能層的能級(jí)總從s能級(jí)開(kāi)始，按s、p、d、f……排序③各能級(jí)所在能層的取值nd→n≥3；規(guī)律：最多容納電子ns→n≥1；np→n≥2；······nf→n≥4；思考與討論P(yáng)7(2)以s、p、d、f為符號(hào)的能級(jí)分別最多可容納多少個(gè)電子？3d、4d、5d能級(jí)所能容納的最多電子數(shù)是否相同?2.能級(jí)一、能層與能級(jí)（電子亞層）問(wèn)題2：不同能層中，能級(jí)種數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級(jí)……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p一二三四五能層序數(shù)課本P6表格最多容納電子226261026141026④以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7…的二倍。規(guī)律：nsnpndnf…即：261014以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍釋疑能級(jí)：s、p、d、f……，又叫電子亞層電子在各能級(jí)(亞層)上運(yùn)動(dòng)是有不同的軌道(即不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài))，我們稱之為原子軌道原子軌道spdf軌道數(shù)電子數(shù)每個(gè)原子軌道最多容納一對(duì)自旋相反的電子1357261014玻爾原子模型這是為什么呢？(3)第五能層最多可以容納多少個(gè)電子？分別容納在哪些能級(jí)中？思考與討論P(yáng)7各能級(jí)最多容納多少個(gè)電子？2.能級(jí)一、能層與能級(jí)（電子亞層）問(wèn)題2：不同能層中，能級(jí)種數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級(jí)……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p一二三四五能層序數(shù)課本P6表格最多容納電子22626102614102622+6=82+6+10=182+6+10+14=322n25d、5f、5*10141850⑤每個(gè)能層最多容納的電子數(shù)不超過(guò)2n2規(guī)律：(3)第五能層最多可以容納多少個(gè)電子？分別容納在哪些能級(jí)中？思考與討論P(yáng)7505s：2，5p：6，5d：10，5f：14，5*：

18各能級(jí)最多容納多少個(gè)電子？5s、5p、5d、5f、5*每個(gè)能層最多容納的電子數(shù)不超過(guò)2n2【總結(jié)歸納】能層與能級(jí)②能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)①任一能層的能級(jí)總從s能級(jí)開(kāi)始，按s、p、d、f……排序③各能級(jí)所在能層的取值nd→n≥3；ns→n≥1；np→n≥2；······nf→n≥4；④以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍。nsnpndnf…即：261014⑤每個(gè)能層最多容納的電子數(shù)不超過(guò)2n27個(gè)能層：KLMNOPQ1.電子在核外是分層排布的，按能量不同分成能層，也叫電子層離核由近到遠(yuǎn)，能量由低到高2.能級(jí)且電子能量的高低：ns<np<nd<nf(電子亞層)

3.能層或能級(jí)的能量特點(diǎn)如下：①單電子原子中：②多電子原子中：【總結(jié)歸納】能層與能級(jí)E(ns)＝

E(np)＝

E(nd)＝

E(nf)E(ns)＜

E(np)＜E(nd)＜E(nf)(H原子)(1)2d表示L層上的d能級(jí)(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束(

)(4)4s、4p、4d、4f能量的高低順序?yàn)镋(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(

)(5)3d、4d、5d能級(jí)所能容納的最多電子數(shù)不相同(

)判斷正誤×××√×1.下列有關(guān)能層和能級(jí)的敘述中正確的是A.M能層有s、p共2個(gè)能級(jí)，最多能容納8個(gè)電子B.3d能級(jí)最多容納5個(gè)電子，3f能級(jí)最多容納7個(gè)電子C.無(wú)論哪一能層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2D.任一能層都有s、p能級(jí)，但不一定有d能級(jí)C2.下列關(guān)于能層和能級(jí)的說(shuō)法正確的是A.原子核外每一能層最多可容納的電子數(shù)為n2B.能層序數(shù)較大的能級(jí)，能量不一定較高C.同一原子中，1s、