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1、第1讲原子结构与性质课件第1页，本讲稿共25页基础回归基础回归1.1.能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层、能级及其最多容纳电子数的关系第2页，本讲稿共25页2.2.原子轨道原子轨道 电子云轮廓图给出了电子在电子云轮廓图给出了电子在 的区域。的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。这种电子云轮廓图称为原子轨道。第第1 1电子层：只有电子层：只有s s轨道。轨道。第第2 2电子层：有电子层：有s s、p p两种轨道。两种轨道。第第3 3电子层：有电子层：有s s、p p、d d三种轨道。三种轨道。核外经常出现核外经常出现原子轨道原子轨道轨道形状轨道形状轨道个数轨道个数s sp p纺锤形纺锤形球形
2、球形1 13 3第3页，本讲稿共25页3.3.构造原理构造原理 构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造 原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电 子排布式。子排布式。第4页，本讲稿共25页随着随着 的递增，基态原子的核外电子的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p,1s,2s,2p,4d,5p,4d,5p该原理适用于绝大多数基态该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。原子的核外电子排布。4.4.原子核外电子排布规律原子核外电子排布规律（
3、1 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。基态原子：基态原子：。当基态原子。当基态原子 能量后，电子能量后，电子会会 ，变成，变成 原子。原子。原子核电荷数原子核电荷数3s3s3p3p4s4s3d3d4p4p5s5s处于最低能量的原子处于最低能量的原子吸收吸收跃迁到较高能级跃迁到较高能级激发激发态态第5页，本讲稿共25页（2 2）泡利原理）泡利原理一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳 个电子，而且个电子，而且相反。相反。（3 3）洪特规则）洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时
4、，基态原子当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先中的电子总是优先 ，而且，而且 相同。相同。2 2自旋状态自旋状态单独占据一个轨道单独占据一个轨道状态状态自旋自旋第6页，本讲稿共25页易错警示易错警示 洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全满洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全满 （如（如p p6 6、d d1010）、半满（如）、半满（如p p3 3、d d5 5）和全空（）和全空（p p0 0、d d0 0）状态时，体系的能量最低，如）状态时，体系的能量最低，如:2424CrCr的电子的电子 排布式：排布式：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p
5、6 63d3d5 54s4s1 1(3d(3d5 5、4s4s1 1均为半均为半 充满状态充满状态)；2929CuCu的电子排布式：的电子排布式：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 3d 3d10104s4s1 1（3d3d1010为为全充满状态，全充满状态，4s4s1 1为半充满状态）。为半充满状态）。第7页，本讲稿共25页二、元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律二、元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律自我诊断自我诊断2.2.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6
6、3s3s2 23p3p4 4;1s;1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p3 3;1s 1s2 22s2s2 22p2p3 3;1s;1s2 22s2s2 22p2p5 5。则下列有关比较中正确的是则下列有关比较中正确的是 （）A.A.第一电离能：第一电离能：B.B.原子半径：原子半径：C.C.电负性：电负性：D.D.最高正化合价：最高正化合价：=A A第8页，本讲稿共25页基础回归基础回归1.1.电离能电离能 （1 1）第一电离能：气态电中性基态原子）第一电离能：气态电中性基态原子 转化为气态基态正离子所需要的最低能量。转化为气态基态正离子所需要的最低能量。（2 2）元
7、素第一电离能的意义：元素的第一电离能）元素第一电离能的意义：元素的第一电离能 可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越 大，原子越难失去一个电子。大，原子越难失去一个电子。失去一个失去一个电子电子第9页，本讲稿共25页（3 3）变化规律：）变化规律：同一周期从左到右元素的第一电离能呈同一周期从左到右元素的第一电离能呈 的的趋势，但某些地方出现曲折变化，如趋势，但某些地方出现曲折变化，如
8、 ,。同一族从上到下元素的第一电离能同一族从上到下元素的第一电离能 。2.2.电负性电负性（1 1）键合电子：原子中用于形成）键合电子：原子中用于形成 的电子。的电子。（2 2）电负性：用来描述不同元素的原子对）电负性：用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小。吸引力的大小。（3 3）意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸）意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸 引力越大，非金属性越强。故电负引力越大，非金属性越强。故电负性的大小可用来性的大小可用来 衡量元素非金属性和金属性的大小。衡量元素非金属性和金属性的大小。增大增大BeBeB BN NO OMgMgAlAlP PS S变小变小化学键化学键
9、键合电子键合电子第10页，本讲稿共25页（4 4）变化规律）变化规律同周期从同周期从 到到 元素的电负性逐渐增大。元素的电负性逐渐增大。同主族从上到下元素的电负性逐渐同主族从上到下元素的电负性逐渐 。（5 5）应用）应用判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属的电负性的电负性1.8;1.8;金属的电负性金属的电负性1.8;1.8;类金属的电负性类金属的电负性在在1.81.8左右，它们既有金属性又有非金属性。左右，它们既有金属性又有非金属性。判断化学键的类型：元素的电负性差值大于判断化学键的类型：元素的电负性差值大于1.71.7，它们之间通常形成离子键；元
10、素的电负性差值小它们之间通常形成离子键；元素的电负性差值小于于1.71.7，它们之间通常形成共价键。，它们之间通常形成共价键。左左右右变小变小第11页，本讲稿共25页要点精讲要点精讲要点一要点一 表示原子结构和组成的常见化学用语表示原子结构和组成的常见化学用语1.1.原子结构示意图原子结构示意图 可表示核外电子的分层排布和核内质子数可表示核外电子的分层排布和核内质子数,如如 。2.2.电子式电子式 可表示原子最外层电子数目，如可表示原子最外层电子数目，如 。3.3.核素符号核素符号 侧重表示原子核的组成，它告诉人们该原子核内侧重表示原子核的组成，它告诉人们该原子核内 的质子数和质量数的质子数和
11、质量数,并推及中子数和核外电子数，并推及中子数和核外电子数，如如 O O。第12页，本讲稿共25页4.4.电子排布式电子排布式 （1 1）用数字在能级符号右上角标明该能级上排布）用数字在能级符号右上角标明该能级上排布 的电子数，这就是电子排布式。例如：的电子数，这就是电子排布式。例如：K K：1s1s2 22s2s2 2 2p 2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1。（2 2）为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层）为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层 电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀 有气体的元素符号外加方括号表示。例如：有
12、气体的元素符号外加方括号表示。例如：K:K:ArAr4s4s1 1。（3 3）有少数元素的基态原子的电子排布相对于构）有少数元素的基态原子的电子排布相对于构 造原理有造原理有1 1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨个电子的偏差。因为能量相同的原子轨 道在全充满（如道在全充满（如p p6 6和和d d1010）、半充满（如）、半充满（如p p3 3和和d d5 5）和）和 全空（如全空（如p p0 0和和d d0 0）状态时，体系的能量较低，原）状态时，体系的能量较低，原 子较稳定。子较稳定。第13页，本讲稿共25页例如：例如：Cr:1sCr:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 2
13、3p3p6 63d3d4 44s4s2 2()()Cr:1sCr:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s1 1()()Cu:1sCu:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d9 94s4s2 2()()Cu:1sCu:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s1 1()()5.5.电子排布图电子排布图 用方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电用方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电 子，如氮原子的电子排布图为：子，如氮原子的电子排布图为：第14页，本讲稿共25
14、页特别提醒特别提醒 到目前为止，我们学过的表示原子结构到目前为止，我们学过的表示原子结构的化学用语有多种，它们各有不同的侧重。的化学用语有多种，它们各有不同的侧重。原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数，如原子核内的质子数，如 。核组成式：如核组成式：如 O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，并不能反映核外电子的排布情况。以及质量数，并不能反映核外电子的排布情况。电子排电子排布式：如布式：如O O原子的电子排布式为原子的电
15、子排布式为1s1s2 22s2s2 22p2p4 4,它能告诉我们氧原子核外的电子分为它能告诉我们氧原子核外的电子分为2 2个电子层，个电子层，3 3个能级，并不能告诉我们原个能级，并不能告诉我们原子核的情况，也不能子核的情况，也不能告诉我们它的各个电子的运动状态。告诉我们它的各个电子的运动状态。第15页，本讲稿共25页电子排布图，如电子排布图，如 这个这个式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。加详细。第16页，本讲稿共25页归纳总结归纳总结 （1 1）在作基态原子的电子排布图时，常）在作基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误。出现以下
16、几种错误。（违反泡利原理）（违反泡利原理）（违反洪特规则）（违反洪特规则）（违反洪特规则）（违反洪特规则）（2 2）当出现）当出现d d轨道时，虽然电子按轨道时，虽然电子按n ns,(s,(n n-1)d,-1)d,n np p顺顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把（序填充，但在书写电子排布式时，仍把（n n-1-1）d d放在放在n ns s前，如前，如Fe:1sFe:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2，正确；，正确；Fe:1sFe:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 23d3d6 6，错误
17、。，错误。第17页，本讲稿共25页迁移应用迁移应用1 1 下列各种基态原子的核外电子排布式下列各种基态原子的核外电子排布式中，正确的是中，正确的是 ()()A.1sA.1s2 22s2s1 12p2p1 1 B.1sB.1s2 22s2s2 22p2p3 33s3s1 1C.1sC.1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 14s4s1 1 D.1sD.1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1D D第18页，本讲稿共25页要点二要点二 元素周期律元素周期律1.1.概念概念 元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。元素的性质随核电荷数递增发生周期
18、性的递变。2.2.实质实质 元素周期律的实质是元素原子结构的周期性变化元素周期律的实质是元素原子结构的周期性变化 必然引起元素性质的周期性变化。必然引起元素性质的周期性变化。3.3.对角线规则对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族 元素的某些性质相似，如元素的某些性质相似，如LiLi和和Mg,BeMg,Be和和AlAl。第19页，本讲稿共25页特别提醒特别提醒 在比较元素的第一电离能时，要注意第在比较元素的第一电离能时，要注意第AA族和第族和第AA族较同周期相邻元素的第一电离能都大。族较同周期相邻元素的第一电离能都大。典例导析典例导析2
19、 2 如表是元素周期表的一部分，回答下列有关问如表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题（用元素符号填空）：题（用元素符号填空）：AAAAAAAAAAAAAA0 02 23 34 4周期周期族族第20页，本讲稿共25页（1 1）写出下列元素符号及其原子的电子排布式：）写出下列元素符号及其原子的电子排布式：,。（2 2）在）在中电负性最大的元素是中电负性最大的元素是 ，第一电离能最小的元素是第一电离能最小的元素是 （填元素符号）。（填元素符号）。（3 3）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 （填化学式，下同），碱性最强的是（
20、填化学式，下同），碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是，呈两性的氢氧化物是 ，写出三者之间两两相互反应的离子方程式：写出三者之间两两相互反应的离子方程式：。（4 4）在这些元素中，原子半径最小的是）在这些元素中，原子半径最小的是（填元素符号）。（填元素符号）。第21页，本讲稿共25页答案答案 （1 1）N,N,HeHe2s2s2 22p2p3 3 Si,Si,NeNe3s3s2 23p3p2 2S,S,NeNe3s3s2 23p3p4 4 Cl,Cl,NeNe3s3s2 23p3p5 5(2)F Na (3)HClO(2)F Na (3)HClO4 4 KOH Al(OH)KOH Al(OH)3
21、 3H H+OH+OH-H H2 2O,3HO,3H+Al(OH)+Al(OH)3 3 AlAl3+3+3H+3H2 2O,O,OHOH-+Al(OH)+Al(OH)3 3 AlO +2HAlO +2H2 2O (4)FO (4)F第22页，本讲稿共25页迁移应用迁移应用3 3 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 ()()A.A.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小第三周期所含元素中钠的第一电离能最小B.B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.C.在所有元素中，氟的第一电离能最大在所有元素中，氟的第一电离能最大D.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大钾的第一电
22、离能比镁的第一电离能大第23页，本讲稿共25页解析解析 同周期中碱金属元素的第一电离能最小同周期中碱金属元素的第一电离能最小,稀稀有气体元素最大，故有气体元素最大，故A A正确，正确，C C不正确；由于不正确；由于MgMg为为3s3s2 2而而AlAl为为3s3s2 23p3p1 1,故铝的第一电离能小于镁的；故铝的第一电离能小于镁的；D D中中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D D不正确。不正确。答案答案A A第24页，本讲稿共25页迁移应用迁移应用4 4 下列关于元素电负性大小的比较中，不下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是正确的是 ()()A.OSSeTe B.CNOFA.OSSeTe B.CNOFC.PSOF D.KNaMgAlC.PSOF D.KNaMgAl解析解析 A A选项元素属于同一主族选项元素属于同一主族,电负性从上到下依电负性从上到下依次减小次减小;B;B选项元素属于同一周期，电负性从左到右选项元素属于同一周期，电负性从左到右依次增大依次增大;C;C、D D两个选项元素的相对位置如下图所示：两个选项元素的相对位置如下图所示：在周期表中，右上角元素（惰性元素除外）的电负性最大，在周期表中，右上角元素（惰性元素除外）的电负性最大，左下角元素电负性最小。左下角元素电负性最小。A A第25页，本讲稿共25页