【高中化學(xué)】引言 原子結(jié)構(gòu) 能層和能級 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

------世上萬物，神奇莫測化學(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)菌必須的營養(yǎng)物---對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)的一個重要因素金剛石與石墨貝殼的無機成分主要是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)第一課時原子結(jié)構(gòu)能層和能級一、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。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）原子是堅實的、不可再分的實心球。(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。盧瑟福α粒子散射實驗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)原子只有一個電子時，電子沿特定球形軌道運轉(zhuǎn)；當(dāng)原子有多個電子時，它們將分布在多個球殼中繞核運動。不同的電子運轉(zhuǎn)軌道是具有一定級差的穩(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。[電子在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運動，其運動規(guī)律與一般物體不同，沒有確定的軌道]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)模型的演變原子結(jié)構(gòu)模型的演變實心球模型（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動4電子云模型（薛定諤1926）電子只能用概率大小來描述在某處出現(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)的實質(zhì)：是原子的重新組合。知識回顧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{{知識回顧4.原子核外電子排布：次外層電子數(shù)目不能超過

個，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過

個。(3)原子最外層電子數(shù)目不能超過

個(K層為最外層時不能超過

個)(2)原子核外各電子層最多容納

個電子。(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下列說法中有錯誤的是A.某原子K層上只有一個電子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（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(電子亞層)2.能級一、能層與能級（又叫電子亞層）同一能層中，電子的能量還稍有差異，把一個能層分為1個或若干個能級一、能層與能級類比：能層小學(xué)初中高中能級一年級二年級三年級四年級五年級六年級初一初二初三高一高二高三能級能級2.能級問題1：同一能層中，不同的能級用什么形式表示呢？一、能層與能級（電子亞層）

能級表示形式：用字母s、p、d、f┅┅能級的符號：nsnpndnf…(n：能層序數(shù))2.能級一、能層與能級（電子亞層）問題2：不同能層中，能級數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p一二三四五能層序數(shù)課本P6表格②能級數(shù)=能層序數(shù)①任一能層的能級總從s能級開始，按s、p、d、f……排序③各能級所在能層的取值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P7(2)以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個電子？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)是否相同?2.能級一、能層與能級（電子亞層）問題2：不同能層中，能級種數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級……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……排序的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍釋疑能級：s、p、d、f……，又叫電子亞層電子在各能級(亞層)上運動是有不同的軌道(即不同的運動狀態(tài))，我們稱之為原子軌道原子軌道spdf軌道數(shù)電子數(shù)每個原子軌道最多容納一對自旋相反的電子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電子？分別容納在哪些能級中？思考與討論P7各能級最多容納多少個電子？2.能級一、能層與能級（電子亞層）問題2：不同能層中，能級種數(shù)是否相同？有什么規(guī)律？能層KLMNO能級……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每個能層最多容納的電子數(shù)不超過2n2規(guī)律：(3)第五能層最多可以容納多少個電子？分別容納在哪些能級中？思考與討論P7505s：2，5p：6，5d：10，5f：14，5*：

18各能級最多容納多少個電子？5s、5p、5d、5f、5*每個能層最多容納的電子數(shù)不超過2n2【總結(jié)歸納】能層與能級②能級數(shù)=能層序數(shù)①任一能層的能級總從s能級開始，按s、p、d、f……排序③各能級所在能層的取值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每個能層最多容納的電子數(shù)不超過2n27個能層：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.能級且電子能量的高低：ns<np<nd<nf(電子亞層)

3.能層或能級的能量特點如下：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(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束(

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

)(5)3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)不相同(

)判斷正誤×××√×1.下列有關(guān)能層和能級的敘述中正確的是A.M能層有s、p共2個能級，最多能容納8個電子B.3d能級最多容納5個電子，3f能級最多容納7個電子C.無論哪一能層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2D.任一能層都有s、p能級，但不一定有d能級C2.下列關(guān)于能層和能級的說法正確的是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，能量不一定較高C.同一原子中，1s、