化學(xué)選修第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

1、化學(xué)選修第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課件第1頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二原子概念和原子結(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。第2頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二219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心球體。第3頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二道爾頓原子學(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)

2、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。第4頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二31897年英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。原子是一個平均分配著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成中性原子第5頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二41911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)模型第6頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二51913年，丹麥科學(xué)家玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型第7頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二620世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家薛

3、定諤等人以量子力學(xué)為基礎(chǔ)電子云模型第8頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二近代原子論發(fā)現(xiàn)電子帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型電子云模型第9頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二人類探索物質(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)的衍變過程第10頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二一 、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，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），都是從那時起經(jīng)

4、歷了漫長復(fù)雜的物理化學(xué)變化，分批分期合成而來的第11頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1、 氫元素是宇宙中最豐富的元素。 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。第12頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二原子的結(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)第13頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1 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、能層與能級第14頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，

5、星期二能層12345n符號KLMNO最多電子數(shù)212222232 2422522n2 能層（既電子層）第15頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二（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。（3）最外層電子數(shù)不超過8個（K層為最外層時不超過2個）。（4）次外層電子數(shù)不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。核外電子的排布規(guī)律:第16頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二規(guī)定，任一能層的能級總是從 s 能級開始，依次稱p、d、f、g能級能層 K L M N O能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d

6、4f 5s 最多電子數(shù)2 2 6 2 6 10 2 6 10 142、能級: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（既亞層）。第17頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二學(xué)與問1、原子核外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)(n)間存在什么關(guān)系？ （2n2 ）2、不同能層分別有多少個能級，與能層的序數(shù)間存在什么關(guān)系？（所含能級個數(shù)能層序數(shù) n）第18頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二s 122p 326d 5210f 7214g 9218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：3、英文字

7、母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù)是否相同？第19頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二三、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)造原理第20頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二存在著能級交錯1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-核外電子排布的構(gòu)造原理圖第21頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二 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)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理第22頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二思考與交流電子排布式可以簡化，

8、如可以把鈉的電子排布式寫成【Ne】3s1。試問：上式方括號中的符號的意義是什么？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？第23頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二道爾頓的原子學(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論點：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；原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代原子分子學(xué)說的觀點看，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第24頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二在同一個原子中，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、

9、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，第三能層有3個能級分別為 。越低增大 。 3S 3P 3d第25頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二三.能量最低原理原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理第26頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二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 Se Ga Br第27頁，共55頁，2022

10、年，5月20日，0點9分，星期二3下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是（ ）A Al 1s22s22p63s23p1 B O2- 1s22s22p6C Na+ 1s22s22p6 D Si 1s22s22p2D第28頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二在同一個原子中，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，第三能層有3個能級分別為_ 。越低增大 。 3S 3P 3d第29頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜第

11、30頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1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，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子第31頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二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)生躍遷時會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)射光譜第32頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯誤1）1s22p1屬于基態(tài)；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)； 3）1s22s2 2p6

12、3d1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)第33頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二五、電子云與原子軌道思考: 宏觀物體與微觀物體（電子）的運動有什么區(qū)別?宏觀物體的運動特征：可以準(zhǔn)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。第34頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二微觀物體的運動特征：電子的質(zhì)量很小，只有9.1110-31千克；核外電子的運動范圍很?。ㄏ鄬τ诤暧^物體而言）；電子的運動速度很大；測不準(zhǔn)1、電子云第35頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星

13、期二圖中 表示原子核，一個小黑點代表電子在這里出現(xiàn)過一次第36頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二小黑點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。第37頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1s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”第38頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二as電子的原子軌道（電子云）形狀 是以原子核為中心的球體，只有一個伸展方向 2、原子軌道 第39頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二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

14、方向（Px、Py、Pz）。 P電子原子軌道半徑同樣隨著n增大而增大第40頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二科學(xué)探究觀察圖1-14，這些圖稱為原子的電子軌道表示式1每個原子軌道最多只能容納幾個電子？第41頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二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,3d14916n22818322n2第42頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二練習(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能級的原子軌道

15、呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動 Cp能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多 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第43頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二核外電子排布規(guī)則:1.能量最低原理 2.泡利不相容原理 每個原子軌道里最多只能容納 2 個自旋方向 相反 的電子。 第44頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二3.洪特規(guī)則 4.補充規(guī)則相對穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿（p6，d10，f14）全空時（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）電子排布在同一能級時，總優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同

16、。 第45頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二24Cr原子的電子排布圖:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2例：第46頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二注意第47頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二小結(jié)：1各原子軌道的能量高低比較（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能層同一能級的各原子軌道能量相等： 2Px2Py2Pz第48頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二3下列有關(guān)認(rèn)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

17、始至f能 級結(jié)束C各能層含有的能級數(shù)為n1個 D各能層含有的電子數(shù)為2n2A第49頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二 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、4s、3pC第50頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二6電子排布在同一能級時，總是（ ）A優(yōu)先單獨占據(jù)不同軌道，且自旋方向相同 B優(yōu)先單獨占據(jù)不同軌道，且自旋方向相反C自由配對，優(yōu)先占據(jù)同軌道，且自旋方向相同D自由配對，優(yōu)先占據(jù)同一軌道，且自旋方相反A第51頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二5“各能級最多容納的電子數(shù)，是該能級原子軌道數(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第52頁，共55頁，2022年，5月20日，0點9分，星期二1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯誤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)第53頁，共55頁，2022年，5月20日