_第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)課件

1、第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié)原子結(jié)構(gòu),原子概念和原子結(jié)構(gòu)模型演變簡(jiǎn)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。,219世紀(jì)初，英國(guó)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(shí)心球體。,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)是由簡(jiǎn)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(jiǎn)單原子的質(zhì)量總和。,31897年英國(guó)科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。,原子是一個(gè)平均分配著正電

2、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,41911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福電子繞核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型,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,620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,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,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,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(shí)，誕生了大

3、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(shí)起經(jīng)歷了漫長(zhǎng)復(fù)雜的物理化學(xué)變化，分批分期合成而來的,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。,原子的結(jié)構(gòu),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),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(jí),能層（既電子層）,（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(gè)。 （3）最外層電子數(shù)不超過8個(gè)（K層為最外層時(shí)不超過2個(gè)

4、）。 （4）次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過32個(gè)。,核外電子的排布規(guī)律:,規(guī)定，任一能層的能級(jí)總是從 s 能級(jí)開始，依次稱p、d、f、g能級(jí),能層 K L M N O,能級(jí) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ,最多電子數(shù),2 2 6 2 6 10 2 6 10 14,2、能級(jí):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(jí)（既亞層）。,學(xué)與問,1、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？ （2n2 ） 2、不同能層分別有多少個(gè)能級(jí)，與能層的序數(shù)間存在什么關(guān)系？ （所含能級(jí)個(gè)數(shù)能層序數(shù) n）

5、,s 122,p 326,d 5210,f 7214,g 9218,不同能層中的s、p、d、f、g能級(jí)最多能容納的電子數(shù)是相同的，各為：,3、英文字母相同的不同能級(jí)中所能容納的最多電子數(shù)是否相同？,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,存在著能級(jí)交錯(cuò),1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-,核外電子排布的構(gòu)造原理圖,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(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡(jiǎn)稱能量最低原理,思考與交流,電子排布式可以簡(jiǎn)化，如可以把鈉的電子排布式寫成【Ne】3s1。試問：上式方括號(hào)中的符號(hào)的意義是什

6、么？你能仿照鈉原子的簡(jiǎn)化電子排布式寫出O、Si、Fe的簡(jiǎn)化電子排布式嗎？,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(gè)論點(diǎn)：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(shí)心球體。從現(xiàn)代原子分子學(xué)說的觀點(diǎn)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,在同一個(gè)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(jí)，第三能層有3個(gè)能級(jí)分別為 。,越低,增大 。,3S 3P 3d,三.能量最低原理,原子的電子排

7、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(jiǎn)稱能量最低原理,下列各原子的電子排布正確的是（） A.Be1s22s12p1 B.C1s22s22p2 C.He1s12s1 D.Cl1s22s22p63s23p5,BD,2.書寫下列原子的電子排布式,S Fe Sc V Se Ga Br,3下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是（ ） A Al 1s22s22p63s23p1 B O2- 1s22s22p6 C Na+ 1s22s22p6 D Si 1s22s22p2,D,在同一個(gè)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，

8、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 。,3S 3P 3d,四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜,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(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子,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(shí)會(huì)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,1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)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

9、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),五、電子云與原子軌道,思考: 宏觀物體與微觀物體（電子）的運(yùn)動(dòng)有什么區(qū)別?,宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特征：,可以準(zhǔn)確地測(cè)出它們?cè)谀骋粫r(shí)刻所處的位置及運(yùn)行的速度； 可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。,微觀物體的運(yùn)動(dòng)特征：,電子的質(zhì)量很小，只有9.1110-31千克； 核外電子的運(yùn)動(dòng)范圍很?。ㄏ鄬?duì)于宏觀物體而言）； 電子的運(yùn)動(dòng)速度很大；,測(cè)不準(zhǔn),1、電子云,圖中 表示原子核，一個(gè)小黑點(diǎn)代表電子在這里出現(xiàn)過一次,小黑點(diǎn)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。,1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖,量子力學(xué)

10、中將這種電子云輪廓圖稱為“原子軌道”,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(gè)伸展方向,2、原子軌道,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(gè)方向（Px、Py、Pz）。,P電子原子軌道半徑同樣隨著n增大而增大,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(gè)原子軌道最多只能容納幾個(gè)電子？,1s,2s，2p,4s,4p,4d,4f,3s,3p,3d,1,4,9,16,n2,2,8,18,32,2n2,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

11、級(jí)的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng) Cp能級(jí)的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，p能級(jí)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,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(gè)原子軌道里最多只能容納 2 個(gè) 自旋方向 相反 的電子。,3.洪特規(guī)則,4.補(bǔ)充規(guī)則,相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),全充滿（p6，d10，f14）,全空時(shí)（p0，d0，f0）,半充滿（p3，d5，f7）,電子排布在同一能級(jí)時(shí)，總優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同。,24Cr原子的電子排布圖:,1s22s22p63s23p63d54s1,不是3d44s2

12、,例：,注意,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(jí)的各原子軌道能量相等： 2Px2Py2Pz,3下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是（ ） A各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、 d、f 的順序分別為1、3、5、7 B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n1個(gè) D各能層含有的電子數(shù)為2n2,A,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、3p,C,6電子排布在同一能級(jí)時(shí)，總是（ ） A優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向相同 B優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)不同軌道，且自旋方向相反 C自由配對(duì)，優(yōu)先占據(jù)同軌道，且自旋方向相同 D自由配對(duì)，優(yōu)先占據(jù)同一軌道，且自旋方相反,A,5“各能級(jí)最多容納的電子數(shù)，是該能級(jí)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,1、判斷下列表達(dá)是正確還是錯(cuò)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),2圖1和圖2分別是1s電子的概