原子結(jié)構(gòu)（上海高三）課件

1、1.1 原子結(jié)構(gòu)一、原子的構(gòu)成原子原子核核外電子質(zhì)子中子(1)原子很小，原子核更小(2)原子的質(zhì)量幾乎都集中在原子核上(3)原子：核電荷數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)原子序數(shù) 原子核外電子數(shù)(4)質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)(5)元素符號(hào)角標(biāo)的意義：aXAZbc二、元素、同位素、核素元素：具有相同核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的同一 類(lèi)原子的總稱(chēng)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的同 種元素的原子互稱(chēng)同位素核素：具有相同質(zhì)子數(shù)和相同中子數(shù)的原子 即同一元素的不同核素之間互稱(chēng)同位素元素、核素和同位素間關(guān)系元素（質(zhì)子數(shù)相同）互為同位素核素核素例1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)已確定第116號(hào)元素Lv的名稱(chēng)為鉝。關(guān)于

2、293116Lv的敘述錯(cuò)誤的是A原子序數(shù)116 B中子數(shù)177C核外電子數(shù)116 D相對(duì)原子質(zhì)量293D例2、“玉兔”號(hào)月球車(chē)用 作為熱源材料。下列關(guān)于 的說(shuō)法正確的是 A. 與 互為同位素 B. 與 互為同素異形體 C. 與 具有完全相同的化學(xué)性質(zhì) D. 與 具有相同的最外層電子數(shù)D例3、230Th和232Th是釷的兩種同位素，232Th可以轉(zhuǎn)化成233U。下列有關(guān)Th的說(shuō)法正確的是Th 元素的質(zhì)量數(shù)是232 Th 元素的相對(duì)原子質(zhì)量是231C. 232Th 轉(zhuǎn)換成233U是化學(xué)變化 D. 230Th和232Th的化學(xué)性質(zhì)相同D例4、下列各組中兩種微粒所含電子數(shù)不相等的是 A. H3O+ 和

3、OH- B.CO和N2 C. HNO2和 NO2- D.CH3+和NH4+D三、元素的相對(duì)原子質(zhì)量(1)同位素(即原子)的相對(duì)原子質(zhì)量(M) 采用12C原子質(zhì)量的1/12作為基準(zhǔn)， 其它同位素原子的質(zhì)量與之相比。 無(wú)單位 計(jì)算方法：原子的質(zhì)量NA(數(shù)值上) 原子的質(zhì)量12C的原子質(zhì)量(1/12)(2)元素的相對(duì)原子質(zhì)量(Ar) 該元素所含各種同位素相對(duì)原子質(zhì)量 按其豐度計(jì)算的平均值。 無(wú)單位 計(jì)算方法： Ar = M1a% + M2b% + (3)同位素(即原子)的近似相對(duì)原子質(zhì)量 數(shù)值上近似地等于質(zhì)量數(shù)。 無(wú)單位(4)元素的近似的相對(duì)原子質(zhì)量(Ar) 該元素所含各種同位素的質(zhì)量數(shù)按 其豐度計(jì)

4、算的平均值。 無(wú)單位 計(jì)算方法： Ar= A1a% + A2b% + 例5、元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)見(jiàn)右圖，下列說(shuō)法正確的是ABi元素的質(zhì)量數(shù)是209BBi元素的相對(duì)原子質(zhì)量是209.0CBi原子6p亞層有一個(gè)未成對(duì)電子DBi原子最外層有5個(gè)能量相同的電子B例6.硼有兩種天然同位素10B、11B，硼元素 的近似相對(duì)原子質(zhì)量為10.80,則對(duì)硼 元素中10B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)判斷正確的是 (A)20% (B)略大于20% (C)略小于20% (D)80%C例7.某元素的原子可構(gòu)成三種雙原子分子， 已知這三種分子的相對(duì)分子質(zhì)量分別 為70、72、74，則該元素有 種同位 素，質(zhì)量數(shù)分別為 、 。若已知該

5、元素的質(zhì)子數(shù)為17，且三種分子個(gè)數(shù) 比為961，則該元素中質(zhì)量數(shù)最小 的原子百分?jǐn)?shù)為 。例8.氯元素有35Cl和37Cl兩種穩(wěn)定的同位素， 它們?cè)诼葰庵械脑訑?shù)之比為 35Cl37Cl= 31，則分子量為70、72、 74的氯氣分子數(shù)之比可能是 (A)521 (B)522 (C)931 (D)932 AD例9.設(shè)某氯原子的質(zhì)量為ag，12C原子的質(zhì)量 為bg,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則 下列說(shuō)法中正確的是(A)氯元素的相對(duì)原子質(zhì)量為12a/b(B)mg該氯原子的物質(zhì)的量為m/aNA mol(C)該氯原子的摩爾質(zhì)量為aNA g(D)ng該氯原子所含有的電子數(shù)是17n/a BD四、核外電子排

6、布規(guī)律1.電子云用統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)原子核外空 間不同位置上電子出現(xiàn)機(jī)會(huì) 多少的一種形象化表示 * 氫原子電子云的形狀如何?* 電子云中小黑點(diǎn)的疏密所表示的意義？球形表示電子出現(xiàn)幾率大小2.核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)電子層電子層序數(shù)(n)1234567電子層符號(hào)KLMNOPQ電子能量 低 高電子離核距離 近 遠(yuǎn)(2)電子亞層電子層序數(shù)(n)1234電子亞層數(shù)1234電子亞層符號(hào)1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f(3)電子云的伸展方向s電子云球形對(duì)稱(chēng)，只有一種伸展方向，即 一個(gè)軌道 p電子云紡錘形，在空間有三種相互垂直的 伸展方向(px、py、pz)，即三個(gè)軌道* 軌道： 在一定電子層

7、上具有一定形狀和一定伸 展方向的電子云所占據(jù)的空間稱(chēng)為軌道。(4)電子自旋 兩種狀態(tài)的表示：“”“”(4)電子自旋 兩種狀態(tài)的表示：“”“”電子層序數(shù)(n)1234電子亞層數(shù)電子亞層符號(hào)各亞層中的軌道數(shù)電子層中最多軌道數(shù)電子層中最多電子數(shù)1-4電子層電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)規(guī)律小結(jié)：能量比較：(1)同一電子層、同一電子亞層(軌道)上的電 子能量相同；如E2px = E2py = E2pz(2)同一電子層、不同電子亞層上的電子能量： 4f 4d 4p 4s；(3)不同電子層、相同電子亞層，n越大，電子 能量越高；如E4s E3s E2s E1s(4)電子的能量決定于幾個(gè)方面？ 軌道決定于幾個(gè)方面？ 核外電子

8、運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)決定于幾個(gè)方面？五、原子核外電子排布規(guī)律1.能量最低n=7n=6n=5n=4n=3n=2n=12.泡利不相容原理 3.洪特規(guī)則 4.小結(jié)：核外電子排布的幾種表示方法(1)原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖(2)核外電子排布式(3)價(jià)電子排布 最外層電子排布主族元素 外圍電子層排布過(guò)渡元素(4)軌道表示式(5)電子式(主族元素)例10：14Si原子中核外電子數(shù)、最外層電子 數(shù)、電子占有的軌道數(shù)、未成對(duì)電子 數(shù)、已成對(duì)電子數(shù)、價(jià)電子數(shù)、3p上的 空軌道數(shù)分別是多少？ 原子核中無(wú)中子的原子：_ 最外層有1個(gè)電子的原子：_ 最外層有2個(gè)電子的原子：_ 最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的原子：_ 最外層電子數(shù)是

9、次外層電子數(shù)2倍的原子：_ 最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子：_ 最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子：_ 電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子：_ 電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的原子：_ 次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：_ 內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：_HH、Li、NaHe、Be、MgBe、ArCONeH、Be、AlBeLi、SiLi、P前18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)的特殊性例11. “同一原子中沒(méi)有能量完全相同的電 子”對(duì)嗎？ 試確定核外電子排布為1s22s22p6的簡(jiǎn) 單微粒為何種元素？ 寫(xiě)出核外電子分別為2個(gè)電子、10個(gè) 電子、18個(gè)電子的陰離子、陽(yáng)離子和 分子的微粒。常見(jiàn)等電子微

10、粒歸納16e微粒：2e微粒：10e微粒：18e微粒：14e微粒：例12.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是A：He B C1s2 D D例13.下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的表述正確的是A次氯酸的電子式 B二氧化硅的分子式 C硫原子的最外層電子排布式 D鈉離子的結(jié)構(gòu)示意圖28111C例14.下列四種微粒中,不能破壞水的電離 平衡的是(A)X2- 1s22s22p63s23p6 (B)Y 1s22s22p63s1(C)Z3+ 1s22s22p6 (D)W- 1s22s22p63s23p6例15.若A元素原子的最外層電子結(jié)構(gòu)為ns2, 則下列判斷正確的是(A)A一定是金屬元素 (B)

11、A一定是A族元素(C)A的最高正價(jià)是+2價(jià) (D)A不易形成負(fù)價(jià)DD例16.下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是A2p軌道上只有一個(gè)空軌道的X原子與3p軌道上只有一個(gè)空軌道的Y原子 B原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子 C原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子 D最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子A核外電子排布規(guī)律：（1）能量最低原理：電子先排布在能量較低的軌道上。（2）每層2n2個(gè)。最外層 8個(gè)（K層時(shí)2個(gè)）次外層 18個(gè)，倒數(shù)第三層 32（1）電子分層排布的依據(jù)是什么？（2）在多電子原子中，每一層上的電子能 量一樣

12、嗎？運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀一樣嗎？（3）為什么每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù) 最多為2n2（n為電子層數(shù)）？思考：1、電子層（又稱(chēng)能層） 分層依據(jù)：能量的較大差別； 電子運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域或離核遠(yuǎn)近的不同。電子層序數(shù)（n）1234567符號(hào)KLMNOPQ 離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越來(lái)越高2、原子軌道電子亞層 處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類(lèi)型的原子軌道上運(yùn)動(dòng)。軌道的類(lèi)型不同，軌道的形狀也不同。用s、p、d、f分別表示不同形狀的軌道。s軌道：球形p軌道：紡錘形d原子軌道是花瓣形的；f軌道形狀更復(fù)雜。原子軌道的表示方法：第4電子層：4s，4p，4d，4f表示為ns，np，nd，nf等。第1電子層：1s。第2

13、電子層：2s，2p。第3電子層：3s，3p，3d。原子軌道種類(lèi)數(shù)與電子層序數(shù)相等，即n層有n種軌道。第5電子層：有五種形狀，決定有五種類(lèi)型軌道。只有1個(gè)軌道， 1個(gè)伸展方向，可容納2個(gè)電子。3、軌道的伸展方向p軌道在空間有x、y、z 3個(gè)伸展方向，所以p軌道含3個(gè)軌道，可容納6個(gè)電子分別記作：px、py、pz。d軌道有5個(gè)伸展方向，有5個(gè)軌道，可容納10個(gè)電子；f軌道有7個(gè)伸展方向，有7個(gè)軌道，可容納14個(gè)電子。電子層原子軌道類(lèi)型原子軌道數(shù)目可容納的電子數(shù)目11s22s，2p33s，3p，3d44s，4p，4d，4fn12489181632n22n2總結(jié)：各電子層包含的原子軌道數(shù)目和可容納的電

14、子數(shù)各原子軌道的能量高低：電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量相等。相同電子層上原子軌道能量的高低：ns np nd nf形狀相同的原子軌道能量的高低：1s 2s 3s 4s2px2py2pz原子核外電子還有一種稱(chēng)為“自旋”的運(yùn)動(dòng)。 “”、“”來(lái)表示這兩種不同的自旋狀態(tài)。4、電子自旋1、下列軌道含有軌道數(shù)目為3的是 A、1s B、2p C、3p D、4d 3、第三電子層含有的軌道數(shù)為 A、3 B、 5 C、 7 D、 9 2、3d軌道中最多容納電子數(shù)為 A、2 B、10 C、14 D、184、第二電子層最多含有的電子數(shù)是 A、2 B、4 C、 8 D、10

15、BC課堂練習(xí)BDC1原子核外電子排布原則三、原子核外電子的排布（3）洪特規(guī)則。原子核外電子在能量相同的各個(gè) 軌道上排布時(shí)電子盡可能分占不同的原子軌道， 自旋狀態(tài)相同， 全滿(mǎn)、半滿(mǎn)、全空時(shí)能量最低。（2）泡利不相容原理。每個(gè)原子軌道上最多只能 容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子。（1）能量最低原理。原子核外電子先占有能量低的 軌道然后依次進(jìn)入能量較高的軌道。2原子的電子排布式和軌道表示式Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、ArK、Ca、Cr、Fe、Cu（1）電子排布式練習(xí):畫(huà)出下列元素的軌道表示式:（2）軌道排布式Li、Be、B、C、N、O、F、Ne(3)原子外圍電子排布式：原子實(shí)：將原子內(nèi)層已達(dá)到稀

16、有氣體結(jié)構(gòu)的部分寫(xiě)成“原子實(shí)”，以稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示。在化學(xué)反應(yīng)中，原子外圍電子發(fā)生變化，而“原子實(shí)”不受影響。也可以省去“原子實(shí)”，直接寫(xiě)出原子外圍電子排布式。練習(xí):寫(xiě)出下列元素的原子實(shí)表示式:Na：S：Ca:作業(yè):畫(huà)出118號(hào)元素、Cr、Fe、Cu的電子排布式和軌道表示式。原子的發(fā)射與吸收光譜低能量軌道電子吸收能量高能量軌道電子原子吸收光譜低能量軌道電子吸收能量原子發(fā)射光譜1、 下列關(guān)于核外電子的描述中，正確的是A電子云圖中一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子B電子式中元素符號(hào)周?chē)男『邳c(diǎn)數(shù)表示 核外電子總數(shù)Cs電子在s電子云的球形空間內(nèi)做規(guī)則運(yùn)動(dòng)D核外電子的能量大小主要是由電子層和 電子亞層決定 課堂練習(xí)D2、元素的原子結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)和在周期表中的位置。下列敘述正確的是A、多電子原子中，在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的 電子能量高B、原子核外電子的數(shù)目越多,電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越多 C軌道表示式，是對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)最完美 的描述 D所有元素原子的最外層電子數(shù)都等于該元素的 最高化合價(jià) 課堂練習(xí)B3、關(guān)于1s、2s、3s、4s原子軌道的說(shuō)法，正確的是A、電子只能在電子云輪廓圖中運(yùn)動(dòng) B、能層不同,電子云輪廓圖形狀不相同 C、軌道數(shù)目相同,電子云輪廓圖形狀、大 小完全相同 D、能級(jí)不同,電子云輪廓圖形狀相同課堂練習(xí)D4、下列表達(dá)式中正確的是A、氧化鈉的電子