原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

關(guān)于原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一頁，共五十三頁，2022年，8月28日【思考并討論】

1.“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”與“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”兩方面是什么關(guān)系？

物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)與變化。“四素說”：土、水、氣、火

“五行說”：金、木、水、火、土2.物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)？分別舉例說明。第二頁，共五十三頁，2022年，8月28日（1）物質(zhì)的元素組成決定了性質(zhì)：不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同不同元素的原子結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似（2）分子組成與分子結(jié)構(gòu)決定了性質(zhì)：

例：A.氧氣和臭氧、二氧化碳和一氧化碳

B.同分異構(gòu)體：乙醇和乙醚

C.分子組成不同但結(jié)構(gòu)相似：對(duì)氨基苯磺酰胺和對(duì)氨基苯甲酸（3）晶體結(jié)構(gòu)性質(zhì)：

第三頁，共五十三頁，2022年，8月28日第四頁，共五十三頁，2022年，8月28日第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第五頁，共五十三頁，2022年，8月28日原子概念和原子結(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；原子的結(jié)合和分離是萬物變化的根本。第六頁，共五十三頁，2022年，8月28日

2.19世紀(jì)初（1808年），英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子說,認(rèn)為物質(zhì)由原子組成，且原子為實(shí)心球體，不能用物理方法分割；同種分子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。第七頁，共五十三頁，2022年，8月28日1869年，俄國科學(xué)家門捷列夫建立了根據(jù)原子量大小排列的周期表，揭示了原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)有關(guān)系第八頁，共五十三頁，2022年，8月28日

3.1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”模型：原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，電子鑲嵌其中并中和正電荷，使原子呈電中性，原子是可以再分的。第九頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.1911年，英國物理學(xué)家盧瑟?！娮永@核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福原子模型：原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電荷，位于原子的中心并幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍空間作高速運(yùn)動(dòng)。第十頁，共五十三頁，2022年，8月28日5．1913年，丹麥科學(xué)家玻爾提出波爾原子模型：電子在原子核外一定軌道上繞核作高速運(yùn)動(dòng)第十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日6．20世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家薛定諤等人以量子力學(xué)為基礎(chǔ)—電子云模型第十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸第十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日原始原子2h后誕生大量的氫大量的氦極少量的鋰原子核熔合反應(yīng)其他元素一、原子的誕生1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論

1.原子的誕生宇宙大爆炸【思考與交流】（1）宇宙中最豐富的元素是那一種？（2）宇宙年齡有多大？第十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.宇宙的組成與各元素的含量H元素：約占原子總數(shù)的88.6%He元素：約占H原子的1/8

其他元素：加和不足1%3.元素的分類

非金屬元素：金屬元素：22種（包括稀有氣體元素）絕大多數(shù)第十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日（1）原子組成結(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)【復(fù)習(xí)回顧】第十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日（2）核外電子排布規(guī)律

①電子層由內(nèi)到外，能量由低到高②最外層電子數(shù)最多不超過8（K層不超過8）

③次外層電子數(shù)最多不超過18④倒數(shù)第三層不超過32⑤每個(gè)電子層最多容納電子不超過2n2第十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日依據(jù)核外電子的能量不同：離核遠(yuǎn)近：近

遠(yuǎn)

能量高低：低高核外電子分層排布1234567KLMNOPQ第十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日二、能層與能級(jí)

1.能層（n）

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?！舅伎肌?/p>

原子核外電子的每一個(gè)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？

每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。第十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.能級(jí)(l)

在多電子原子中，同一能層的電子，能量可以不同，還可以把它們分成能級(jí)。各能層最多電子數(shù)第二十頁，共五十三頁，2022年，8月28日【思考】1.不同的能層分別有多少個(gè)能級(jí)，與能層的序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系？2.不同能層中，符號(hào)相同的能級(jí)所容納的最多電子數(shù)是否相同？以s、p、d、f……排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)是多少？任一能層的能級(jí)個(gè)數(shù)等于該能層的序數(shù)。

不同能層中，符號(hào)相同的能級(jí)中所容納的最多電子數(shù)相同。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，即2、6、10、14。第二十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日3.規(guī)律1.每個(gè)能層(n)中，能級(jí)符號(hào)的順序是_________________________。2.任一能層中：能級(jí)個(gè)數(shù)=________數(shù)3.s、p、d、f……各能級(jí)可容納的電子數(shù)依次是1,3,5,7……的二倍。（即2,6,10,14……）ns、np、nd、nf……

能層序第二十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日【課堂達(dá)標(biāo)測試】1、以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）A6sB2dC3fD7p2、下列各能層中不包含p能級(jí)的是（）A.NB.MC.LD.K3、原子核外P能層和p能級(jí)可容納的最多電子數(shù)分別為（）A32和2B50和6C72和6D86和10ADDC第二十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是（）

A.各能級(jí)上最多的電子按s、p、d、f的順序分別為2、6、10、14B.各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開始至f能級(jí)結(jié)束

C.各能層含有的能級(jí)數(shù)為n—1D.各能層含有的電子數(shù)為2n2A第二十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日名稱序數(shù)n符號(hào)能層能級(jí)最多電子數(shù)能層最多可容納電子數(shù)一二三四五六七1234567KLMNOPQ1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2262610261014符號(hào)281832能層、能級(jí)的概念第二十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日【練習(xí)】寫出鉀元素原子的核外電子層排布？

鉀原子的核外電子排布為什么是2、8、8、1而不是2、8、9？原子核外電子排布遵循構(gòu)造原理第二十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日三、構(gòu)造原理

絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子排布的能級(jí)順序都遵循下列順序：1.構(gòu)造原理：1s2s2p3s3p

4s3d

4p

5s

4d5p6s4f…（存在能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象）第二十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.構(gòu)造原理排布順序的實(shí)質(zhì)A.同一能層的不同能級(jí)的能量：

ns<np<nd<nfB.字母相同的不同能級(jí)的能量：

1s<2s<3s<4s……C.不同能層不同能級(jí)的能量存在能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象:

ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n為能層序數(shù))------各能級(jí)的能量高低順序第二十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日（1）在各能級(jí)符號(hào)右上角表明該能級(jí)上排布的電子數(shù)。（2）書寫電子排布式時(shí)，將能層序數(shù)小的能級(jí)寫在左邊（不能按填充順序?qū)懀?.原子的電子排布式：【練習(xí)】氫H氮N鈧Sc1s22s22p31s22s22p63s23p63d14s21s1

寫出溴和氪的電子排布式，它們的最外層有幾個(gè)電子？【例】第二十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日（3）原子的簡化電子排布：[Ne]3s1方括號(hào)里的符號(hào)含義：

該元素上一周期中惰性氣體元素原子的核外電子排布結(jié)構(gòu)鈉Na的電子排布可簡化為：

仿照鈉的簡化電子排布式寫出第8號(hào)元素氧、第14號(hào)元素硅和第26號(hào)元素鐵的簡化電子排布式嗎？O：[He]2s22p4Si：[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2【練習(xí)】寫出Ne和Na的電子排布式第三十頁，共五十三頁，2022年，8月28日1．在同一個(gè)原子中，離核越近、n越小的能層能量

。在同一能層中，各能級(jí)的能量按s、p、d、f的次序

。

2．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(jí)，第三能層有3個(gè)能級(jí)分別為

。越低增大

3S3P3d【練習(xí)】3.寫出13Al、23V、27Co、31Ga的電子排布，并寫出其簡化核外電子排布式第三十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.下列符號(hào)代表一些能層或能級(jí)的能量，請將它們按能量由低到高的順序排列：（1）EKENELEM

，（2）E3SE2SE4SE1S

，（3）E3SE3dE2PE4f

。5.一個(gè)電子排布為1s22s22p63s23p1的元素最可能的價(jià)態(tài)是()A

+1B

+2C

+3D

-1第三十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日6.由下列微粒的最外層電子排布，能確定形成該微粒的元素在周期表中的位置的是（）

A．1s2B．3s23p1

C．2s22p6D．ns2np3

B7.下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是（）A.Al1s22s22p63s23p1B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6D.Si1s22s22p2 D第三十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日

基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高的能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。4.能量最低原理

原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

1.基態(tài)與激發(fā)態(tài)（1）基態(tài)原子：（2）激發(fā)態(tài)原子：處于最低能量的原子。（3）基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量第三十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日

生活中與電子躍遷有關(guān)的事物第三十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日

焰色反應(yīng)是某些金屬原子的電子在高溫火焰中，吸收了能量，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(shí)間內(nèi)（約10－８s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級(jí)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(jí)是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級(jí)差正好對(duì)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：第三十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日

2.原子光譜:

不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)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吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜。3.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)射光譜第三十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日（2）化學(xué)研究中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量等4.光譜分析的應(yīng)用：（1）通過原子光譜發(fā)現(xiàn)許多元素。如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。又如：1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦。第三十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日1.________________________________________________________,簡稱能量最低原理。______________________叫做基態(tài)原子。

原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)

【課堂達(dá)標(biāo)測試】2.當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)______________，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(shí)，將_________能量。光（輻射）是電子___________能量的重要形式之一。處于最低能量的原子躍遷到較高能級(jí)

釋放

釋放

第三十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日3.不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)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

光譜分析第四十頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)誤1）1s22p1屬于基態(tài)；2）1s22s22p63s23p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)；3）1s22s22p63d1屬于激發(fā)態(tài)；4）1s22s22p63p1屬于基態(tài)；答案：(1)x(2)x(3)√(4)x【課堂練習(xí)】第四十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日5.下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的第四十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日【自主學(xué)習(xí)】P9科學(xué)史話牛頓和七基色1、光譜一詞最早是由偉大的物理學(xué)家牛頓提出的。2、牛頓類比音樂音階，選定紅、橙、黃、綠、青、籃、紫為“七基色”3、1859年德國科學(xué)家本生和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀，攝取了當(dāng)時(shí)已知元素的光譜圖。第四十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日

1913年，丹麥科學(xué)家波爾第一次認(rèn)識(shí)到氫原子光譜是氫原子大的電子躍遷產(chǎn)生的，并通過純粹的理論計(jì)算得到氫原子光譜的譜線波長，跟實(shí)驗(yàn)結(jié)果幾乎完全相同。第四十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日原子核外電子是如何運(yùn)動(dòng)的？五、電子云和原子軌道

1.電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)電子在核外的空間運(yùn)動(dòng)能否用宏觀的牛頓定律描述？（1）質(zhì)量極小

（2）運(yùn)動(dòng)空間極小

（3）極高速運(yùn)動(dòng)

因此，無法計(jì)算電子在某一刻所在的位置，不能用牛頓定律描述電子的運(yùn)動(dòng)，只能用統(tǒng)計(jì)的方法描述電子在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的多少