《【高中化学】引言 原子结构 能层和能级 2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修2）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中化学】引言 原子结构 能层和能级 2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修2）.pptx（43页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、选修选修2物质结构与性质物质结构与性质引引 言言 -世上万物，神奇莫测世上万物，神奇莫测化学研究的是构成宏观物体的物质。化学研究的是构成宏观物体的物质。研究物质的组成与结构研究物质的组成与结构研究物质的性质与变化研究物质的性质与变化古希腊的古希腊的“原性论原性论”的哲学的哲学土、水、气、土、水、气、火火原性论认为物质的性质与变化决定了物质的组成与结构原性论认为物质的性质与变化决定了物质的组成与结构物质的物质的组成与结构组成与结构如何决定物质的如何决定物质的性质与变化性质与变化呢？呢？物质的元素组成决定了物质的性质物质的元素组成决定了物质的性质为什么不同元素有不同性质？为什么不同元素有不同性质？
2、为什么有的元素性质相似？为什么有的元素性质相似？原子结构不同或相似原子结构不同或相似原子结构如何决定元素性质？原子结构如何决定元素性质？第一章第一章 原子结构原子结构与性与性质质分子的组成决定了物质的性质分子的组成决定了物质的性质有的分子的组成相同却有不同的性质有的分子的组成相同却有不同的性质O2和和O3CO易燃易燃，CO2却能灭火却能灭火分子式为分子式为C2H6O的物质的物质 分子的结构也是决定物质性质的重要因素分子的结构也是决定物质性质的重要因素可能有两种不同的结构可能有两种不同的结构分子组成完全不同，却由于有类似的结构而有分子组成完全不同，却由于有类似的结构而有某些近似的性质某些近似的性
3、质第一种磺胺药-对氨基苯磺酰胺用于医学磺胺药在结构上类似于细菌必须的营养物-对氨基苯甲酸合成了许多不同结构磺胺药合成了许多不同结构磺胺药第二章分子结构与性质第二章分子结构与性质21世纪化学的重要课题：模拟生物体世纪化学的重要课题：模拟生物体中酶的结构创造具有酶的性质的物质中酶的结构创造具有酶的性质的物质晶体结构是决定物质性质的一个重要因素晶体结构是决定物质性质的一个重要因素金刚石与石墨贝壳的无机成分主要是CaCO3内层叫霰石外壳叫方解石晶体结构不同,性质不同第三第三章章 晶体结构晶体结构与性与性质质分子结构分子结构原子结构原子结构晶体结构晶体结构结结构构性性质质决定决定第一章第一章 原子结构和
4、性质原子结构和性质第一节第一节 原子结构原子结构第一课时 原子结构 能层和能级一、关于原子（一、关于原子（“”atom）话题话题1 1、原子的诞生、原子的诞生宇宙大爆炸宇宙大爆炸 19321932年年勒梅特勒梅特首次提出了首次提出了现代宇宙大爆炸现代宇宙大爆炸理论理论：整个宇宙最初：整个宇宙最初聚集在一个聚集在一个“原始原子原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的大量的H H、少量的、少量的HeHe及极少量的及极少量的Li Li，然后经过长或短的发展过程，
5、以上元素发生原子核，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。宇宙大爆炸宇宙年龄约：宇宙年龄约：140亿年亿年地球年龄约：地球年龄约：46亿年亿年其其他他元元素素原子核的原子核的熔合反应熔合反应大量氢大量氢少量氦少量氦极少量锂极少量锂约约2h后后宇宇宙宙大大爆爆炸炸诞生于诞生于u氢氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。一、关于原子（一、关于原子（“”atom）话题话题1 1、原子的诞生、原子的诞生宇宙大爆炸宇宙大爆炸u地球上的元素绝大多数是金属，非金属地球上的元素绝大多数是金属
6、，非金属仅仅17种种，稀有气体元素，稀有气体元素7种。种。(占占88.6%)(占占11.1%)话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变1 1.公元前公元前5 5世纪，希腊哲学家世纪，希腊哲学家德谟克利特德谟克利特等等人认为人认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。2.2.道尔顿原子模型道尔顿原子模型(1803(1803年）年）原子是坚实的、原子是坚实的、不可再分的实心球不可再分的实心球。(必修必修1 P88科学史话科学史话)（化学原子论化学原子论）一、关于原子（一、关于原子（“”atom）3.3.汤姆生原子模型汤姆生原子模型(
7、1904(1904年年)原子原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多镶嵌着许多电子电子，中和了正电荷，从而形成，中和了正电荷，从而形成了中性原子。了中性原子。汤姆生汤姆生汤姆生汤姆生发现了电子发现了电子发现了电子发现了电子（“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型）模型）（西瓜模型）（西瓜模型）话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变(必修必修1 P88科学史话科学史话)一、关于原子（一、关于原子（“”atom）4.4.卢瑟福原子模型（卢瑟福原子模型（19111911年）年）原子中心有一个原子中心有一个带正电荷的核带正电荷的核，它的，它的质量几乎质量几
8、乎等于原子的全部质量等于原子的全部质量，电子电子在它的周围沿着不在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。卢瑟福卢瑟福粒子散射实验粒子散射实验粒子：带正电荷高能粒子粒子：带正电荷高能粒子 (4He原子核原子核)(“行星系式行星系式”原子模型原子模型)(核式模型核式模型)话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变(必修必修1 P88科学史话科学史话)一、关于原子（一、关于原子（“”atom）4.4.玻尔原子模型玻尔原子模型(1913(1913年）年）v又称又称分层模型分层模型：当原子只有一个电子时，电子沿特定：当原子只有一个电子时，
9、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。多个球壳中绕核运动。v不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。(电子分层排布模型电子分层排布模型)话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变(必修必修1 P88科学史话科学史话)一、关于原子（一、关于原子（“”atom）5.5.电子云模型电子云模型（1927193519271935年）年）话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变(必修必修1 P88科学史话科学史话)一、关于原子（一、关于原子（“”atom
10、）5.5.电子云模型电子云模型（1927193519271935年）年）现代物质结构学说现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道氢原子氢原子电子云电子云图图(量子力学模型量子力学模型)话题话题2 2 原子结构原子结构模型的演模型的演变变(必修必修1 P88科学史话科学史话)一、关于原子（一、关于原子（“”atom）“葡萄干布丁”模型（汤姆生1904）电子分布在均匀的正电荷连续体内u原子结构模型的演变 原子结构模型的演变 实心球模型（道尔顿1803）原子是不可再分
11、的12行星模型（卢瑟福1911）原子由原子核核外电子组成3圆形轨道模型（波尔1913）核外电子在特定轨道上高速运动4电子云模型（薛定谔1926）电子只能用概率大小来描述在某处出现的可能性51.原子原子：是是化学变化中最小的粒子化学变化中最小的粒子2.化学反应化学反应的实质：的实质：是原子的重新组合。是原子的重新组合。知识回顾知识回顾3.原子结构原子结构：核电荷核电荷数数(z)=(z)=核内质子核内质子数数 =核外电子核外电子数数 =原子序数原子序数质量数（质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N）原子原子原子核原子核核外电子核外电子()质子质子质子质子(+)(+)中子中子中子中子
12、知识回顾知识回顾4.原子原子核外电子排布：核外电子排布：次外层次外层电子数目不能超过电子数目不能超过 个个，倒数第三层倒数第三层电子数目不能超过电子数目不能超过 个个。(3)原子原子最外层最外层电子数目不能超过电子数目不能超过 个个(K层为最外层时不能超过层为最外层时不能超过 个个)(2)原子核外各电子层原子核外各电子层最多容纳最多容纳 个电子。个电子。(1)核外电子总是尽量先排布在核外电子总是尽量先排布在能量较低能量较低的电子层；的电子层；“一低四不超”2n2821832下列下列说法中有错误的是说法中有错误的是A.A.某原子某原子K K层上只有一个电子层上只有一个电子B.B.某离子某离子M
13、M层和层和L L层上的电子数均为层上的电子数均为K K层的层的4 4倍倍C.C.某原子某原子M M层上的电子数为层上的电子数为L L层电子数的层电子数的4 4倍倍D.D.存在核电荷数与最外层电子数相等的离子存在核电荷数与最外层电子数相等的离子C第三周期第IA族19201920年，丹麦年，丹麦科学家玻尔科学家玻尔提出提出“构造原理构造原理”，他认为电子在核外是，他认为电子在核外是分层排布的，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外分层排布的，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层壳层”中，中，由此开启了用原子结构解释元素周期表由此开启了用原子结构解释元素周期表+11 第第1层层第第2层层第第3层
14、层281电子在原子核外是分层排布的，这三层上的电子有什么不同？Na的原子结构示意图一、能层与能级离核距离不同离核距离不同电子能量不同电子能量不同1.能层核外电子按能量不同分成核外电子按能量不同分成能能层层，也叫，也叫电子层电子层u能层的表示方法能层能层一一二二三三四四五五六六七七符号符号KK LL MM NN OOP PQQ离核越近的能层，具有的能量越低，电子优先占据低能量能层一、能层与能级（电子层）能量高低能量高低：K L M N O P QK L M N O P Q思考：思考：不同不同能层的电子能量不同，在能层的电子能量不同，在同一层上的电子的能量同一层上的电子的能量是否一定是否一定相相同
15、同呢，例如第呢，例如第2 2层的层的8 8个电子能量是否相同？个电子能量是否相同？+11 第第1层层第第2层层第第3层层281一、能层与能级同一能层的电子的能量可能不同，同一能层的电子的能量可能不同，又将能层分成不同的又将能层分成不同的能级能级(电子亚层电子亚层)2.能级一、能层与能级（又叫电子亚层）同一能层中，电子的能量还稍有差异，把一个能层分为1个或若干个能级一、能层与能级类比：类比：能层能层小学初中高中能级能级一年级二年级三年级四年级五年级六年级初一初二初三高一高二高三能级能级能级能级2.能级问题1：同一能层中，不同的能级用什么形式表示呢？一、能层与能级（电子亚层）能级表示形式：用字母s
16、、p、d、f能级的符号：能级的符号：ns np nd nfns np nd nf(n(n：能层序数能层序数)2.能级一、能层与能级（电子亚层）问题2：不同能层中，能级数是否相同？有什么规律？能层能层KLMNO能级能级1s2s2p3s3p 3d4s 4p 4d4f 5s 5p一一 二二 三三 四四 五五 能层序数能层序数课本课本P6 表格表格能级数能级数 =能层能层序数序数任任一能层的能级总从一能层的能级总从s能级能级开始，开始，按s、p、d、f 排序各能级所在能层的取值各能级所在能层的取值ndn3；规律：规律：最多容最多容纳电子纳电子nsn1；npn2；nfn4；思考与讨论思考与讨论 P7P7
17、(2)(2)以以s s、p p、d d、f f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d3d、4d4d、5d5d能级所能容纳的最多电子数是否相同能级所能容纳的最多电子数是否相同?2.能级一、能层与能级（电子亚层）问题2：不同能层中，能级种数是否相同？有什么规律？能层能层KLMNO能级能级1s2s2p3s3p 3d4s 4p 4d4f 5s 5p一一 二二 三三 四四 五五 能层序数能层序数课本课本P6 表格表格最多容最多容纳电子纳电子226261026141026以以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数排序的各能级可容纳的最多电子数依次为依次为1、
18、3、5、7的二倍。的二倍。规律：规律：ns np nd nf ns np nd nf 即：即：261014以以s s、p p、d d、ff排序的各能级可容纳的排序的各能级可容纳的最多电子数依次为最多电子数依次为1 1、3 3、5 5、77的的二倍二倍释疑释疑能级：能级：s s、p p、d d、ff，又叫电子亚层电子在各能级电子在各能级(亚层亚层)上运动是有不同的轨道上运动是有不同的轨道(即不同的运动状态即不同的运动状态)，我们称之为我们称之为原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道spdf轨道数道数电子数子数每个原子轨道每个原子轨道最多容纳一对最多容纳一对自旋相反的电子自旋相反的电子135726101
19、4玻尔原子模型玻尔原子模型这这是是为什么为什么呢？呢？(3)(3)第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？思考与讨论思考与讨论 P7P7各能级最多容纳多少个电子？各能级最多容纳多少个电子？2.能级一、能层与能级（电子亚层）问题2：不同能层中，能级种数是否相同？有什么规律？能层能层KLMNO能级能级1s2s2p3s3p 3d4s 4p 4d4f 5s 5p一一 二二 三三 四四 五五 能层序数能层序数课本课本P6 表格表格最多容最多容纳电子纳电子22626102614102622+6=82+6+10=18 2+6+10+14=3
20、22n25d、5f、5*1014 1850每个能层最多容纳的电子数不超过每个能层最多容纳的电子数不超过2n2规律：规律：(3)(3)第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？思考与讨论思考与讨论 P7P7505s：2，5p：6，5d：10，5f：14，5*：18各能级最多容纳多少个电子？各能级最多容纳多少个电子？5s、5p、5d、5f、5*u每个能层最多容纳的电子数不超过每个能层最多容纳的电子数不超过2n2【总结归纳】能层与能级能级数能级数 =能层能层序数序数任任一能层的一能层的能级能级总从总从s能级能级开始，开始，按s、p、d
21、、f 排序各能级所在能层的取值各能级所在能层的取值ndn3；nsn1；npn2；nfn4；以以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数排序的各能级可容纳的最多电子数依次为依次为1、3、5、7的二倍。的二倍。ns np nd nf ns np nd nf 即：即：261014每个能层最多容纳的电子数不超过每个能层最多容纳的电子数不超过2n27 7个个能能层：层：K L M N O P QK L M N O P Q1.1.电子电子在在核外是分层排布的，按能量不同分成核外是分层排布的，按能量不同分成能能层层，也，也叫叫电子层电子层离核由近到远，能量由低到高离核由近到远，能量由低到高2.2.能级能
22、级且电子能量的高低：且电子能量的高低：nsnpndnf(电子亚层)3.3.能层或能层或能级的能级的能量能量特点如下：特点如下：单电子原子中：单电子原子中：多电子原子中：多电子原子中：【总结归纳】能层与能级E E(n ns)s)E E(n np)p)E E(n nd)d)E E(n nf)f)E E(n ns)s)E E(n np)p)E E(n nd)d)E E(n nf)f)(H原子原子)(1)2d表示L层上的d能级()(2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小()(3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束()(4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)E(4p)E(
23、4d)E(4f)()(5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同()判断正误判断正误1.1.下列有关能层和能级的叙述中正确的是下列有关能层和能级的叙述中正确的是A.MA.M能层有能层有s s、p p共共2 2个能级，最多能容纳个能级，最多能容纳8 8个电子个电子B.3dB.3d能级最多容纳能级最多容纳5 5个电子，个电子，3f3f能级最多容纳能级最多容纳7 7个电子个电子C.C.无论哪一能层的无论哪一能层的s s能级最多容纳的电子数均为能级最多容纳的电子数均为2 2D.D.任一能层都有任一能层都有s s、p p能级，但不一定有能级，但不一定有d d能级能级C C2.2.下列关于能层和能
24、级的说法正确的是下列关于能层和能级的说法正确的是A.A.原子核外每一能层最多可容纳的电子数为原子核外每一能层最多可容纳的电子数为n n2 2B.B.能层序数较大的能级，能量不一定较高能层序数较大的能级，能量不一定较高C.C.同一原子中，同一原子中，1s1s、2s2s、3s3s电子的能量逐渐减小电子的能量逐渐减小D.D.同一原子中，同一原子中，2p2p、3p3p、4p4p能容纳的电子数逐渐增多能容纳的电子数逐渐增多B B3.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是A.1s、2p、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、2d D.3p、3d、3fA A4.4.若若n n3
25、 3，以下能级符号错误的是，以下能级符号错误的是A.np A.np B.nf B.nf C.nd C.nd D.nsD.nsB B5.根据Be、N、Ne、Na、Mg五种元素的原子结构，回答下列问题：(1)只有K层与L层的原子有_。(2)含有M层的原子有_。(3)最外层电子数相同的原子有_。(4)每一层电子数都符合2n2的有_。Be、N、NeNa、MgBe、MgNe6.(6.(1)1)已已知知短短周周期期元元素素A A、B B，A A元元素素原原子子的的最最外外层层电电子子数数为为m m，次次外外层层电电子子数数为为n n；B B元元素素原原子子的的M M层层(有有电电子子)电电子子数数为为m mn n1 1，L L层层电电子子数数为为m mn n2 2，则则A A为为_ _(_(填元素符号，下同填元素符号，下同)，B B为为_ _。(2)(2)已已知知X X元元素素原原子子的的L L层层比比Y Y元元素素原原子子的的L L层层少少3 3个个电电子子，Y Y元元素素原原子子的的核核外外电子总数比电子总数比X X元素原子的多元素原子的多5 5，则，则X X、Y Y分别为分别为_、_。CNaNMg