高中化学-第一章原子结构与性质-第一节-原子结构课件.ppt

1、选修3物质结构与性质第一章 原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构黑龙江省庆安一中黑龙江省庆安一中 孙秀民孙秀民（化学奥赛辅导版）（化学奥赛辅导版）Company Logo宇宙大爆炸问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那么原子是怎样诞生的呢？Company LogoCompany Logo思考与交流思考与交流宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？氢元素是宇宙中最丰富的元素，占氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%88.6%（氦约为氢的氦约为氢的1 18 8），另外还有），另外还有9090多种元

2、素，它多种元素，它们的原子总数加起来不足们的原子总数加起来不足1%1%。宇宙年龄距近约。宇宙年龄距近约140140亿年，地球年龄已有亿年，地球年龄已有4646亿年。地球上的元亿年。地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅素绝大多数是金属，非金属仅2222种。种。阅读课本阅读课本P P4 4一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生Company Logo人类认识原子的过程人类认识原子的过程 人类在认识自然的过人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走事物的认识一步步地走向深入，也越

3、来越接近向深入，也越来越接近事物的本质。事物的本质。随着现代随着现代科学技术的发展，我们科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入物的认识而不断地深入和发展。和发展。Company Logo近近代代原原子子论论发发现现电电子子带核原子结构模型带核原子结构模型轨道原子结构模型轨道原子结构模型近代科学原子论（1803年）一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。Company Logo英国化学家道尔顿英国化学家道尔顿（J.Dalton,1766J.Dalton,176618

4、44)1844)道尔顿原子模型道尔顿原子模型原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子(1897年)电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。Company Logo英国物理学家汤姆生英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson,1856J.J.Thomson,185619401940）汤姆生原子模型汤姆生原子模型Company Logo汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生汤姆生粒子散射实验（1909年）

5、原子有核 卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。Company Logo英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型Company Logo粒子散射实验AuCompany Logo卢瑟福原子模型玻尔原子模型（1913年）玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型（又

6、称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。Company Logo丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1885N.Bohr,18851962)1962)玻尔原子模型玻尔原子模型Company Logo玻尔原子模型（1913年）电子云模型Company Logo电子云模型（1935年）现代物质结构学说Company Logo氢原子氢原子电子云电子云图图Company Logo二、二、能层与能级能层与能级（1 1）能层）能层 在多电子的原子核外电子的能量是不同在多电子的原子

7、核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。成不同的能层。Company Logo依据核外电子的能量不同：依据核外电子的能量不同：离核远近：离核远近：近近 远远 能量高低：能量高低：低低 高高核外电子分层排布核外电子分层排布1234567KLMNOPQ 能层能层一一二二三三四四五五六六七七 符号符号KLMNOPQ最多容纳最多容纳电子数电子数28183250离核远近离核远近由由近近到到远远能量高低能量高低由由低低到到高高Company LogoCompany Logo（2 2）能级）能级表示方法及各能级所容纳的最多电子数：表示方法

8、及各能级所容纳的最多电子数：在多电子原子中，同一能层的电子，能量在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。可以不同，还可以把它们分成能级。能层能层K KL LM MN NO O能级能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d 最多容最多容纳纳电子数电子数226261026101426281832Company LogoCompany Logo【学与问学与问】2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？能层最多可容纳的电子数为能层最多可容纳的电子数为2n2n2 2个。个。【

9、学与问学与问】1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数（的电子数与能层的序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？第一能层只有第一能层只有1 1个能级个能级(1s)(1s)，第二能层有，第二能层有2 2个能级个能级(2s(2s和和2p)2p)，第，第3 3能层有能层有3 3个能级个能级(3s(3s、3p3p和和3d)3d)，依，依次类推。以次类推。以s s、p p、d d、f f排序的各能级可容纳排序的各能级可容纳的最多电子数依次为的最多电子数依次为1 1、3 3、5 5、7 7的二倍的二倍!Company Logo【学与问学与问】

10、3.3.英文字母相同的不同能级中所容纳英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数是否相同？的最多电子数是否相同？不同能级中的不同能级中的s s级，所容纳的电子数级，所容纳的电子数是相同的，但是能量是不同的。是相同的，但是能量是不同的。Company Logo能层的能级数等于该能层序数。能层的能级数等于该能层序数。任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从s s能级开始。能级开始。在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：nsnsnpnpndndnfnf总结：总结：Company LogoA前者大于后者B后者大于前者C前者等于后者D无法确定B练习：在同一个

11、原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()Company Logo问题探究问题探究 根据已有知识，试写出根据已有知识，试写出K K原子原子的可能电子排布式与原子结构示意图？的可能电子排布式与原子结构示意图？猜想一：猜想一：1s22s22p63s23p63d1+192 8 9+19 2 8 8 1猜想二：猜想二：1s22s22p63s23p64s1 Company Logo能级交错能级交错Company Logo三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 构造原理：构造原理：随原子核电荷随原子核电荷数递增，绝大数递增，绝大多数原子核外多数原子核外电子的排布遵电子的排布遵循如右图的排循

12、如右图的排布顺序，这个布顺序，这个排布顺序被称排布顺序被称为为构造原理构造原理。Company Logo76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核核外外电电子子填填充充顺顺序序图图构造原理：构造原理：1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p；7s 5f 6dCompany Logo问题解释：问题解释：猜想一：猜想一：1s22s22p63s23p63d1+192 8 9+19 2 8 8 1猜想二：猜想二：1s22s22p63s23p64s1 Company Logo构造原理中排布顺序的实质(1)相

13、同能层的不同能级的能量高低顺序：nsnpndnf(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s2s3s4s；2p3p4p;3d4d(3)不同层不同能级可由下面的公式得出:ns (n-2)f (n-1)d np(n为能层序数)Company Logo-各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 Company Logo2 2、根据、根据2n2n2 2的规律推算第一到第四电子层最多可的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为以容纳的电子数目为 。1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：()A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2pC2s

14、、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习：练习：Company Logo钙钙Ca 1s22s22p63s23p64s2钙钙Ca想一想想一想+20 第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层2882N层层第第4层层Company Logo4 4、电子排布式：、电子排布式：氢氢 H H钠钠 Na Na 铝铝 AlAl1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 11s1s1 1 用数字在能级符号右上角表明该能级上的用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。排布的电子数。Compa

15、ny Logo原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式Li:1s22s1练一练练一练请写出请写出4 41010号元素原子的电子排布式。号元素原子的电子排布式。Company Logo4 铍铍Be 5 硼硼B 6 碳碳C7 氮氮N 8 氧氧O 9 氟氟F 10 氖氖Ne1s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6Company Logo【练习练习】试书写试书写N N、ClCl、K K、2626FeFe原子的核外电原子的核外电子排布式。子排布式。问题：问题：为什么为什么Fe的化合价有的化合价有+2价和

16、价和+3价？价？Cl:Cl:K:K:2626Fe:Fe:1s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2Company Logo 鲍林（鲍林（PaulingPauling），），卓越的美国化学家。主卓越的美国化学家。主要研究结构化学，曾获要研究结构化学，曾获19541954年诺贝尔化学奖和年诺贝尔化学奖和19631963年诺贝尔和平奖。年诺贝尔和平奖。Company Logo练习：练习：请根据构造原理，写出下列元素基态请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式：原子的电子排布式：（1 1）NeNe 。（2 2）S

17、 S 。（3 3）2929Cu Cu 。（4 4）3232Ge Ge 。1s22s22p61s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s24p2Company Logo练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21213636号元素原子号元素原子的基态电子排布式。的基态电子排布式。钪钪ScSc：；钛钛TiTi：；钒钒V V：；铬铬CrCr：；锰锰MnMn：；铁铁FeFe：；钴钴CoCo：；镍镍NiNi：；1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s

18、21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s2Company Logo练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21213636号元素原子号元素原子的基态电子排布式。的基态电子排布式。铜铜CuCu：；锌锌ZnZn：；镓镓GaGa：；锗锗GeGe：；砷砷AsAs：；硒硒SeSe：；溴溴BrBr：；氪氪KrKr：；1s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d1

19、04s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6Company Logo1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12424号铬：号铬：2929号铜号铜：练习：练习：1 13636号元素中是否都遵循构造原理？号元素中是否都遵循构造原理？举出能否具体的例子？举出能否具体的例子？Company Logo注注 意意Company Logo原子的简

20、化电子排布：原子的简化电子排布：原子实原子实Ne3sNe3s1 1练习：练习：写出第写出第8 8号元素氧、第号元素氧、第1414号元素硅和第号元素硅和第2626号元素铁的简化电子排布式吗？号元素铁的简化电子排布式吗？上式方括号里的符号的意义是：上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构NaNa的简化电子排布：的简化电子排布：He2sHe2s2 22p2p4 4Ne3sNe3s2 23p3p2 2Ar3dAr3d6 64s4s2 2O O：SiSi：FeFe：Company Logo下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Ca2+

21、1s22s22p63s23p6B.O2-1s22s23p4C.Cl-1s22s22p63s23p5D.Ar 1s22s22p63s23p6BC练习练习 1 1：Company Logo练习练习2 2：(1)电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子，则该元素的核电荷数是_(2)某元素原子的价电子构型为3s23p4,则此元素在周期表的位置是_18第第3 3周期，第周期，第VIAVIA族族Company Logo4 4构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低，若以各能级能量高低，若以E E 表示某能级的能量，表示某能级的能量，下列能量大小顺

22、序中正确的是下列能量大小顺序中正确的是 ()()A AE E(3s)(3s)E E(2s)(2s)E E(1s)(1s)B BE E(3s)(3s)E E(3p)(3p)E E(3d)(3d)C CE E(4f)(4f)E E(4s)(4s)E E(3d)(3d)D DE E(5s)(5s)E E(4s)(4s)E E(4f)(4f)3 3一个电子排布为一个电子排布为1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1的元素最可的元素最可能的价态是能的价态是()()A A +1 B+1 B +2 C+2 C +3 D+3 D -1 -1 CACompany Logo5.5.下

23、列各原子或离子的电子排布式错误的是下列各原子或离子的电子排布式错误的是()()A.Al 1sA.Al 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B.O B.O2-2-1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6C.NaC.Na+1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D.Si 1s D.Si 1s2 22s2s2 22p2p2 24.4.下列表达方式错误的是下列表达方式错误的是()()A.A.甲烷的电子式甲烷的电子式 B.B.氟化钠的电子式氟化钠的电子式 C.C.硫离子的核外电子排布式硫离子的核外电子排布式 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2

24、23p3p4 4 D.D.碳碳1212原子符号原子符号 12126 6C CDC元素符元素符号号电子电子式式电子排电子排布式布式结构示结构示意图意图简化的电子排简化的电子排布式布式外围电子外围电子排布式排布式CaCaCompany Logo小小 结结 Company Logo思考题：原子核外电子在排布时，最外层为什么思考题：原子核外电子在排布时，最外层为什么不超过不超过8 8个电子？个电子？Company Logo四.能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于能使整个原子的能量处于最低状态。最低状态。基态

25、原子基态原子:处于最低能量的原子处于最低能量的原子 (稳定稳定)电子放电子放出能量出能量电子吸电子吸收能量收能量激发态原子激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级跃迁到较高的能级,变为激发态原子。变为激发态原子。(不稳定不稳定)Company Logo 基态与激发态的关系基态与激发态的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量发射光谱发射光谱吸收光谱吸收光谱能量较高能量较高能量最低能量最低Company Logo基态与激发态相互转化的应用基态与激发态相互转化的应用 焰色焰色 反应反应Company Logo 焰色反应

26、就是某些金属原子的电子在高温火焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态基态激跃迁到激跃迁到激发态激发态；处于激发态的电子是十分不；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约稳定的，在极短的时间内（约1010s s）便跃迁）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的时释放的能

27、量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。到了各种色彩。焰火呈现五颜六色的原因焰火呈现五颜六色的原因Company Logo_ ,_ ,简称能量最低原理。简称能量最低原理。_叫做基态原子。叫做基态原子。当基态原子的电子吸收能量后，电子会当基态原子的电子吸收能量后，电子会_，变成激发态原子。电子从较，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将基态时，将_能量。光（辐射）是电能量。光（辐射）是电子子_能量的重要形式之一。能量的重要形式之一。原子的

28、电子排布遵循构造原理能使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态 处于最低能量的原子处于最低能量的原子跃迁到较高能级跃迁到较高能级 释放释放 释放释放 Company Logo 1.1.当镁原子由当镁原子由1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 2 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63p3p2 2时，以下说法时，以下说法正确的是（正确的是（）A A镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B B镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量

29、C C镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量 D D镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量A A课堂练习课堂练习Company Logo2.2.判断下列表达是正确还是错误？判断下列表达是正确还是错误？(1)1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态属于激发态(2)1s22s2 2p63d1 属于激发态属于激发态构造原理：构造原理：1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p；7s 5f 6dCompany Logo光谱：光谱：按一定次序

30、排列的彩色光带按一定次序排列的彩色光带Company Logo用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱Company Logo锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱 特征特征:暗背景暗背景,亮线亮线,线状不连续线状不连续特征特征:亮背景亮背景,暗线暗线,线状不连续线状不连续Company Logo原子光谱原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的谱仪摄取各种元素的电子的吸收吸收光谱光谱或或发射光谱发射光谱，总称，

31、总称原子光谱原子光谱。Company Logo 光谱分析：光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为线来鉴定元素，称为光谱分析光谱分析。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱Company Logo化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。在与含量等。光谱分析的应用通过原子光谱发现许多元素。通过原子光谱发现许多元素。如：如：铯铯（18601860年）和年）和铷铷（18611861年），其光谱中年），其光谱中有特征的篮光和红光。有特征的篮光和红光。

32、又如：又如：18681868年科学家们通过太阳光谱的分析发年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体现了稀有气体氦氦。Company Logo下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图其中图_是原子由基态转化为激发态是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图时的吸收光谱，图_是原子由激发态是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。Company Logo课堂练习课

33、堂练习2.2.关于光谱分析，下列说法错误的（关于光谱分析，下列说法错误的（）A A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的 特征谱线特征谱线 B B、光谱分析不能用连续光谱、光谱分析不能用连续光谱 C C、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱 D D、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成 DCompany Logo3.3.在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（）A A、太阳内部含有这些暗线所对应的元素、太阳内部含有这些暗线所对应的元素 B B、太阳大气层

34、中缺少这些暗线所对应的元素、太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素 C C、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素 D D、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素 课堂练习课堂练习CCompany Logo4.4.下列有几元素的核外电荷数，其中最外层电下列有几元素的核外电荷数，其中最外层电子数目最多的是（子数目最多的是（）A.8 B.14 C.18 D.20A.8 B.14 C.18 D.205.5.由下列原子的最外层电子排布，能确定形成由下列原子的最外层电子排布，能确定形成该原子的元素在周期表中的位置的是（该原子的元素

35、在周期表中的位置的是（）A A1s1s2 2 B B3s3s2 23p3p1 1 C C2s2s2 22p2p6 6 D Dnsns2 2npnp3 3 C BC Company Logo6.6.不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的子的_光谱或光谱或_光谱，总称光谱，总称_光谱。许多元素是通过原子光谱发现光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为征谱线来鉴定元素，称为 。吸收吸收 发射发射 原

36、子原子 光谱分析光谱分析Company Logo思考：思考：五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道Company Logo 核外电子核外电子质量小质量小(只有只有9.119.111010-31-31 kg)kg)，运动运动空间小空间小（相对于宏观物体而言）（相对于宏观物体而言），运动速率大运动速率大(近近光速光速)。核外电子运动的特征核外电子运动的特征无确定的轨道无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出，只能指出 其在核外空间某处出现的机会的多少其在核外空间某处出现的机会的多少(概率概率)。测不准原理测不准

37、原理(海森堡海森堡)Company Logo电子云电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。电子在原子核外出现的概率分布图。1s1s电子在原子核外出现的概率分布图电子在原子核外出现的概率分布图 核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述Company Logo 电子云电子云只是形象地表示只是形象地表示 电子出现在各点的电子出现在各点的概率概率高低高低,而实际上并不存在。而实际上并不存在。小黑点不表示电小黑点不表示电子，只表示电子在子，只表示电子在这里出现过一次。这里出现过一次。小黑点的疏密表示小黑点的疏密表示电子在核外空间内电子在核外空间内出现的机会的多少。出现的机会的多少。Company L

38、ogoCompany Logo电子轮廓图的制作 常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道原子轨道。Company LogoCompany Logo电子云轮廓图电子云轮廓图原子轨道原子轨道S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的.Company Logo2.原子轨道：即电子云轮廓图电子云形状电子云形状s s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同；电子出现的机会相同；p p电子云呈电子云呈哑铃形哑铃形 (或或纺锤形纺锤形)；d d

39、电子云是花瓣形；电子云是花瓣形；f f电子云更为复杂。电子云更为复杂。Company Logo4 4下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是 （）A A、通常用小黑点来表示电子的多少、通常用小黑点来表示电子的多少B B、小黑点密表示在该核外空间的电子数多、小黑点密表示在该核外空间的电子数多C C、小黑点密表示在该核外空间的单位体积内、小黑点密表示在该核外空间的单位体积内电子出电子出 现的概率大现的概率大D D、通常用小黑点来表示绕核作高速圆周运动、通常用小黑点来表示绕核作高速圆周运动 C课堂练习课堂练习Company Logo原子轨道图原子轨道图Company LogoS S能级的原子轨道图能

40、级的原子轨道图*S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的*能层序数能层序数n n越大越大,原子轨道半径越大原子轨道半径越大Company LogoxyzxyzP P能级的原子轨道图能级的原子轨道图xyz*P P能级的原子轨道是哑能级的原子轨道是哑铃形的铃形的,每个每个P P能级有能级有3 3个个原子轨道原子轨道,它们相互垂直它们相互垂直,分别以分别以P Px x,P,Py y,P,PZ Z表示表示。Company LogoS S能级的原子轨道图能级的原子轨道图Company LogoP能级的原子轨道图Company Logod能级的原子轨道图Company Logo原子结构示

41、意图原子结构示意图电子排布式电子排布式Li:1s22s1问题问题1Company Logo观察下图，这些图称为原子的观察下图，这些图称为原子的电子排布图电子排布图。1.1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？每个原子轨道最多只能容纳几个电子？2.2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？当电子排在同一个能级内时，有什么规律？科学探科学探究究 1 1个原子轨道里最多只能容纳个原子轨道里最多只能容纳2 2个电子，且个电子，且自旋方向相反自旋方向相反(顺时针、逆时针顺时针、逆时针)。当电子排布在同一能级的不同轨道时，总当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。是优先

42、单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。Company LogoCompany Logo 泡利泡利(Pauli),(Pauli),奥地利科学家奥地利科学家,对于量子力学的形成以及原子结构对于量子力学的形成以及原子结构理论的发展有重大的贡献，获得理论的发展有重大的贡献，获得19451945年诺贝尔物理奖。他对科学理年诺贝尔物理奖。他对科学理论有着很深刻的洞察力，语锋犀利，论有着很深刻的洞察力，语锋犀利，被称为被称为“理论物理学的心脏理论物理学的心脏”。Company Logo泡利原理泡利原理 一个原子轨道中最多只能容一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自纳两个电子，且这两个电子的自旋方

43、向必须相反，此时体系最稳旋方向必须相反，此时体系最稳定，原子的总能量最低。定，原子的总能量最低。Company Logo泡利不相容原理泡利不相容原理电子排布式电子排布式1s 2s电子排布图电子排布图 用一个表示一个原子轨道，用一个表示一个原子轨道，在中用在中用“”或或“”表示该轨表示该轨道上排入的电子。道上排入的电子。Li:1s22s1Company Logo?问题问题2C：1s2 2s22p2Company Logo洪特规则洪特规则 对于基态原子，电子在能量相同对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。的轨道并且自旋方

44、向相同。C：1s2 2s22p2Company Logo洪特规则洪特规则 对于基态原子，电子在能量相对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。不同的轨道并且自旋方向相同。C：1s2 2s22p2Company Logo1.每个原子轨道上最多能容纳每个原子轨道上最多能容纳_个电子，个电子，且自旋方向且自旋方向_科学研究科学研究2.当电子排在同一能级时有什么规律？当电子排在同一能级时有什么规律？当电子排布在同一能级的不同轨道时，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是总是_，而且自旋，而且自旋方向方向_洪特规则洪特规则2不同不同

45、泡利原理泡利原理首先单独占一个轨道首先单独占一个轨道相同相同NOCCompany Logo泡利原理泡利原理：洪特规则洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占一个轨道（即分占时，总是优先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋状态相同。不同的轨道），而且自旋状态相同。一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳2 2个电子，个电子，而且自旋方向相反。而且自旋方向相反。洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定Company Logo洪特规则特例：洪特规则特例：相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，

46、d0，f0）半充满（半充满（p3，d5，f7）Company Logo铁原子的电子排布图铁原子的电子排布图洪特规则洪特规则泡利原理泡利原理能量最低原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4sCompany Logo 能量最低原理表述的是能量最低原理表述的是“整个原子处整个原子处于能量最低状态于能量最低状态”，而不是说电子填充到，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使则都使“整个原子处于能量最低状态整个原子处于能量最低状态”。注意：注意：Company Logo小结：核外电子排布规则小结：核外电子排布规则1.1.能量最低原理能量最低原理

47、2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 3.3.洪特规则洪特规则 Company Logo其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（）ABCDCCompany Logo当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由转变为转变为时时，下列说法正确的是下列说法正确的是 （）A.A.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B.B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C.C.碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量D.D.碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量A C 1s2s2p3s3p3dCompany

48、 Logo5 5下列有关原子轨道的叙述中不正确的（下列有关原子轨道的叙述中不正确的（）A.A.氢原子的氢原子的3s3s轨道能量较轨道能量较3p3p能级低能级低 B.B.锂原子的锂原子的2s2s与与5s 5s 轨道皆为球形分布轨道皆为球形分布 C.pC.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的增加，增加，p p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D.D.能层能层n n4 4的原子轨道最多可容纳的原子轨道最多可容纳1616个电子个电子课堂练习课堂练习CDCompany Logo6 6基态碳原子的最外能层的各能级中，基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布

49、的方式正确的是（电子排布的方式正确的是（）A B C DA B C DC课堂练习课堂练习Company Logo7 7、以下是表示铁原子的、以下是表示铁原子的3 3种不同化学用语。种不同化学用语。结构示意图结构示意图电子排布式电子排布式电子排布图（轨道电子排布图（轨道表示式）表示式）铁铁原原子子1s22s22p63s23p63d64s2 请你通过比较、归纳，分别说出请你通过比较、归纳，分别说出3 3种不同化学用语所能种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。反映的粒子结构信息。结构示意图结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数 及各能层上的电子

50、数。及各能层上的电子数。电子排布式电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级 上的电子数。上的电子数。电子排布图电子排布图：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子 分布情况，自旋方向。分布情况，自旋方向。Company Logo小结：小结：一、原子核一、原子核外电子排布外电子排布遵循的原理遵循的原理和规则和规则二、原子核二、原子核外电子排布外电子排布的表示式的表示式能量最低原则能量最低原则泡利不相容原理泡利不相容原理洪特规则洪特规则电子排布式电子排布式电子排布图电子排布图Company Logo确定