最新原子结构精品课件.ppt

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1、原子结构原子结构一、原子的诞生大爆炸大爆炸2h后后大量的氢、少量的氦大量的氢、少量的氦极少量的锂极少量的锂原子核的熔合反应原子核的熔合反应其他元素其他元素第一课时根据构造原理，写出根据构造原理，写出Al、S 、As、V、Mn原子的电子排布式。原子的电子排布式。（基态）（基态）小结：从电子排布式可以看出电子尽先排在能量低的能层里。小结：从电子排布式可以看出电子尽先排在能量低的能层里。在在同一能层同一能层中也是先排在中也是先排在能量低的能级能量低的能级里。里。试根据构造原理写出试根据构造原理写出24Cr 29Cu 47Ag 79Au 的电子排布式。的电子排布式。从元素周期表中查出它们的外围电子排布

2、。对照从元素周期表中查出它们的外围电子排布。对照思考与交流1 1、不符合构造原理。、不符合构造原理。 原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、 半满状态具有较低的能量和较大的稳定性半满状态具有较低的能量和较大的稳定性 全充满：全充满：p6、d10、f14 全空：全空： p0、d0、f0相对稳定状态：相对稳定状态：对于对于Cr原子而言，外围电子呈原子而言，外围电子呈3d54s1排布时，排布时，3d 、4s轨道轨道上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。原子实原子实：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已

3、达到稀：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成有气体结构的部分写成“原子实原子实”。以稀有气体的元素符。以稀有气体的元素符号外加方括号表示。号外加方括号表示。钠钠NaNa的核外电子排布为：的核外电子排布为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1，其中第其中第1 1、2 2电电子层与原子核组成原子实，也可写作子层与原子核组成原子实，也可写作Ne3sNe3s1 1。 NeNe是指与是指与氖氖 NeNe（1s1s2 22s2s2 22p2p6 6）的结构相同。的结构相同。钾钾K K的电子排布为：的电子排布为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s

4、2 23p3p6 64s4s1 1，也可写作，也可写作Ar4sAr4s1 1。铜。铜CuCu为：为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s1 1，也可写作，也可写作Ar3dAr3d10104s4s1 1。练习：试写出练习：试写出8O、 14Si 、26Fe的简化电子排布式。的简化电子排布式。说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子原子实实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去去“原子实原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主族

5、元，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）素的原子，外围电子又称价电子）如：如：O 2S22P4 Si: 3S23P2 Fe: 3d64S2练习练习1：下列各原子或离子的电子排布式：下列各原子或离子的电子排布式错误的是（错误的是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s23p4C. Cl- 1s22s22p63s23p6D. Ar 1s22s22p63s23p6BB练习练习2(1)某元素原子的电子排布式为某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p6 则此元素的核电荷数是则此元素的核电荷数是_(2)某元素原子的价电子构型为某

6、元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此则此元素在周期表的位置是元素在周期表的位置是_四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.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使整个原子的能量原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态处于最低状态2.基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫处于最低能量的原子叫基态原子基态原子;当基态原子的电子吸收能量后当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较电子会跃迁到较高能级成为高能级成为激发态原子激发态原子。第二课时释放能量释放能量3.基态、激发态相互转化与能量转化的关系基态、激发态

7、相互转化与能量转化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4.光谱与光谱分析光谱与光谱分析:（1）光谱：）光谱： 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，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子的吸收光谱或发射光可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱。谱总称原子光谱。 二教材二教材5页页 3（2）光谱分析：）光谱分析：利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素如：如：1868年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的鲜黄色的明线，发现了元素氦。

8、鲜黄色的明线，发现了元素氦。五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质质量量很大很大很小很小速速度度较小较小很大（接近光速）很大（接近光速）位位移移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能能量量可测可测轨轨迹迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）用电子云描述用电子云描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述）宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：l可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；及运行的速度；l可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们

9、的运动轨迹。微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：l核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。l无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。l无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少。其在核外空间某处出现的机会多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述l电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。l电子云中的小黑点：电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子

10、, ,而是而是表示电子在此空间出现的机率。表示电子在此空间出现的机率。 电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。现的机会少。S能级的原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图-原子轨道原子轨道S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的. .P P能能级级的的原原子子轨轨道道P P能级的原子轨道是纺锤形的能级的原子轨道是纺锤形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个原子轨道个原子轨道, ,它们它们相互垂直相互垂直, ,分别以分别以P P x x,P,Py y,P,PZ Z表示表

11、示. . s原子轨道是球形对称，原子轨道是球形对称，ns 能级各有能级各有1个轨道（既只有一个伸展方向）个轨道（既只有一个伸展方向）p原子轨道是是原子轨道是是纺锤形的，纺锤形的，npnp能级各有能级各有3个轨道（既有三个伸展方向）个轨道（既有三个伸展方向）d原子轨道是花瓣形的，原子轨道是花瓣形的，nd能级各有能级各有5个轨道（既有五个伸展方向）个轨道（既有五个伸展方向） f原子轨道形状复杂，原子轨道形状复杂，nf能级各有能级各有7个轨道（既有七个伸展方向）个轨道（既有七个伸展方向）说明：说明：（1）能层序数越大，原子轨道的半径越大。）能层序数越大，原子轨道的半径越大。（2）不同能层的同种能级的

12、原子轨道形状相似，只是半径不同。）不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同。小结：小结：在多电子原子中，电子填充原子轨道时，能量高低有如下规律：在多电子原子中，电子填充原子轨道时，能量高低有如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量高低：）相同能层上原子轨道能量高低：nsnpndnf（2）形状相同的原子轨道能量高低：）形状相同的原子轨道能量高低：1s2s3s4s（3）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：2Px=2Py=2Pz（4）各能级能量高低：）各能级能量高低：ns(n-2)f(n-1)dnp(4)轨道表示式：轨道表示式：第三课时1 1、S

13、 S、P P、d d、f f能级分别有多少个轨道，能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方向怎样？方向怎样？4 4、举例说明泡利原理：、举例说明泡利原理：5 5、举例说明洪特规则：、举例说明洪特规则：科学研究科学研究阅读课文阅读课文P12,P12,讨论下列问题讨论下列问题 S p d f能级分别有能级分别有1 1、3 3、5 5、7 7个个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为2 2个，个，且自旋方向相反。每个能级最多容纳的电且自旋方向相反。每个能级最多容纳的电子数分别是子数分别是1 1、3 3、5 5、7

14、7的的2 2倍。倍。 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，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。道），而且自旋方向相同。课堂练习用轨道表示式表示出铁原子用轨道表示式表示出铁原子的核外电子排布的核外电子排布洪特规则洪特规则泡利原理能量最低原理能量最低原理练习：练习：1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ）A原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云子云Bs能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只

15、能在球能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动壳内运动Cp能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原能级原子轨道也在增多子轨道也在增多D与与s电子原子轨道相同，电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大层的增大而增大 分析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子分析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故裹，故选项选项A错误错误。原子轨道是电子出现的概率约为。原子轨道是电子

16、出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故此区域外出现的机会少，故选项选项B错误错误。 D2 若某基态原子的外围电子排布为若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的，则下列说法正确的A该元素基态原子中共有该元素基态原子中共有3个电子个电子 B该元素原子核外有该元素原子核外有5个电子层个电子层C该元素原子最外层共有该元素原子最外层共有3个电子个电子D该元素原子该元素原子M能层共有能层共有8个电子个电子B3下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（下列图象中所发生的现象与电子的跃

17、迁无关的是（ ）A B C DD 4对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因（一现象的主要原因（ ）A电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C氖原子获得电子后转变成发出红光的物质氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 A5电子由电子由3d能级跃迁至能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（能级时，

18、可通过光谱仪直接摄取（ ）A电子的运动轨迹图像电子的运动轨迹图像 B原子的吸收光谱原子的吸收光谱C电子体积大小的图像电子体积大小的图像 D原子的发射光谱原子的发射光谱B 下 图 是 锂 、 氦 、 汞 的 吸 收 光 谱 和 发 射 光 谱 。 其 中 图下 图 是 锂 、 氦 、 汞 的 吸 收 光 谱 和 发 射 光 谱 。 其 中 图_是原子由基态转化为激发态时的光谱，图是原子由基态转化为激发态时的光谱，图_-是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光子光谱上的特征谱线不同，请在下

19、图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。谱和发射光谱连接。 5按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。 A的原子中只有一个能层且只含的原子中只有一个能层且只含1 个电子；个电子；B的原子的原子3p轨道上得轨道上得到到1个电子后不能再容纳外来电子；个电子后不能再容纳外来电子；C的原子的的原子的2p轨道上有轨道上有1个电子的自旋个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；方向与其它电子的自旋方向相反；D的原子第三能层上有的原子第三能层上有8个电子，第四个电子，第四能层上只有能层上只有1个电子；个电子；E原子的外围电子排布为

20、原子的外围电子排布为3s23p6。 （1）写出由）写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式（中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出至少写出5个）：个）： ； （2）写出用上述元素组成的物质制得）写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式（至的单质的化学方程式（至少写出少写出2个）：个）： 、 ； （3）检验某溶液中是否含有）检验某溶液中是否含有D+的离子，可通过的离子，可通过_反应来实反应来实现；现； 检验某溶液中是否含有检验某溶液中是否含有B的离子，通常所用的试剂是的离子，通常所用的试剂是_和和_。 （4）写出）写出E的元素符号的元素符号_，要证明太阳上是否含有，要证明

21、太阳上是否含有E元素，可采用元素，可采用的方法是的方法是_。（1）KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3等等（2）2H2O 2H2+O2 2K+2H2O=2KOH+H2 （3）焰色）焰色 AgNO3、稀、稀HNO3 （4）Ar 对太阳光进行光谱分析对太阳光进行光谱分析6 6、下图中，能正确表示基态硅原子的是（、下图中，能正确表示基态硅原子的是（ ） A B C DA 7人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个个电子，称为电子，称为“电子对电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为为“

22、未成对电子未成对电子”。以下有关主族元素原子的。以下有关主族元素原子的“未成对电子未成对电子”的说的说法，错误的是（法，错误的是（ ）A核外电子数为奇数的基态原子核外电子数为奇数的基态原子, ,其原子轨道中一定含有其原子轨道中一定含有“未成对电子未成对电子” B核外电子数为偶数的基态原子核外电子数为偶数的基态原子, ,其原子轨道中一定不含其原子轨道中一定不含“未成对电子未成对电子” C核外电子数为偶数的基态原子核外电子数为偶数的基态原子, ,其原子轨道中可能含有其原子轨道中可能含有“未成对电子未成对电子”D核外电子数为奇数的基态原子核外电子数为奇数的基态原子, ,其原子轨道中可能不含其原子轨道

23、中可能不含“未成对电子未成对电子”8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，下列说法正时，下列说法正确的是（确的是（ ） A碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态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 AC9“9“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这，支撑这一结论的理论是（一结论的理论是（ ） A构造原理构造原理 B泡利原理泡利原理 C洪特规则洪特规则 D能量最低原理能量最低原理B1010电子排布在同一能级时，总是（电子排布在同一能级时，总是（ ） A优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同B优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反C自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同D自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反A