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1、1.原子的结构原子原子核核外电子 质子 中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数复习：第1页/共65页2.原子核外电子的分层排布 电子层：运动着的电子离核远近不同的区域。又称为能层 电子层名称：一 二 三 四 五 六 七 电子层序数：1 2 3 4 5 6 7层 电子层符号：K L M N O P Q层 核外电子的分层排布规律 各层最多容纳的电子数不超过2n2个（n为电子层）。最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。能量最低原则：只适合1至18号元素 电子总是先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外。即：排满了K层
2、，再排L层；排满了L层，再排M层；但不能依此类推。3.价电子：与化合价有关的电子。4.原子结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外电子的能层及各能层上的电子数 第2页/共65页一开天辟地一开天辟地原子的诞生原子的诞生 现代大爆炸宇宙学理论宇宙诞生于约宇宙诞生于约140140亿年前的一次大爆炸亿年前的一次大爆炸大爆炸后约2小时，诞生了大量的H，少量的He和极少量的Li 我们今天熟悉的各种元素（原子），都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学我们今天熟悉的各种元素（原子），都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学变化，分批分期合成而来的变化，分批分期合成而来的来源于一次大爆炸来源于一次大爆炸第3页/共6
3、5页1.能层：在多电子原子中，电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。（即电子层）能层名称 一 二 三 四 五 六 七 能层序数 1 2 3 4 5 6 7 能层符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 （2n2）二能层与能级 1至18号元素各能层的能量是由低到高第4页/共65页2.能级：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成不同的能级。能级类型：s、p、d、f 第5页/共65页1至18号元素各能级的能量由低到高能层序数 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级符号 1s 2s 2p
4、3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 最多电子数 2 8 18 32 50 第6页/共65页学与问(1)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(n)间存在什么关系？（2n2）(2)不同能层分别有多少个能级，与能层的序数间存在什么关系？（所含能级个数能层序数 n）学 与 问 第7页/共65页s 122p 326d 5210f 7214g 9218不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的电子数是相同的，各为：(3)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？第8页/共65页3.能层与能
5、级的有关规律：不同能级能量高低的比较：不同能层上英文字母相同的能级，能层序数越大，能量越高。E1SE2SE3SE4S同一能层上的不同能级,能级越高,能量越高。E3SE3pE3d任一能层的能量总是从s能级开始，能级个数等于该能层序数。以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7的2倍。（即2、6、10、14）第9页/共65页三构造原理与电子排布式1.构造原理：大多数元素的原子核外电子的排布是按如图所示的能级顺序填充的，填满一个能级，再填一个新能级。这种规律称为构造原理。第10页/共65页构造原理示意图适合于大多数原子存在着能级交错第11页/共65页1s2s2p3s3p4s
6、3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p构造原理示意图分为七个能级组第12页/共65页第13页/共65页第14页/共65页练习：完成构造原理示意图第步：第15页/共65页练习：完成构造原理示意图第步：7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s 第16页/共65页练习：完成构造原理示意图第步：7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s 第17页/共65页小结：各原子轨道的能量高低比较(3)同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：2Px2Py2Pz(
7、1)当能层序数相同时（同一横行）：能级越高，能级的能量越高 4s4p4d4f(2)当能级的英语字母相同时（同一纵行）：能层序数越大，能级的能量越高1s2s3s第18页/共65页说明：核外电子首先是按能量由低到高的顺序进入能 级。各能层的能量由能层序数和能级类型共同决定。各能级的能量由低到高的顺序是：EnsE(n-2)fE(n-1)dE(np)1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 构造原理大多数元素符合：如：主族和零族；1至40号元素中除铬、铜外。第19页/共65页第20页/共65页2.电子排布式：按能量由低到高的顺序依
8、次写出能级符号，并用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数。再改写成以能层序数由小到大排列，这就是基态原子的电子排布式。(1)电子排布式的画法：步：以能级的能量由低到高排列构造原理步：改写成以能层序数由小到大排列第21页/共65页例题：画出下列原子的电子排布式？钾原子的电子排布式：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 或Ar4s1铁原子的电子排布式：步：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 步：1s2 2s22p6 3s2 3p6 3d6 4s2 或Ar 3d6 4s2氯离子Cl-的电子排布式：1s2 2s2 2p63s2 3p6 或Ar也可以简化为稀有气体
9、的元素符号加上余下部分的电子排布式。电子排布式能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数第22页/共65页电子排布式可以简化。如可以把钠的电子排布式写成【Ne】3s1。试问：上式方括号中的符号的意义是什么？稀有气体原子的电子排布式。练习：仿照钠原子的简化电子排布式写出O、Si、Fe的简化电子排布式吗？思考与交流要求：能写出1至36号元素原子的电子排布式。除24号和29号特殊外 第23页/共65页注意这两个族全充满半充满第24页/共65页1在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量 。在同一电子层中，各亚层的能量按s、p、d、f的次序 2理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量
10、也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为 越低增大 3S 3P 3d练习：第25页/共65页3下列各原子的电子排布正确的是（）A.Be1s22s12p1 B.C 1s22s22p2 C.He1s12s1 D.Cl 1s22s22p63s23p5BD4.书写下列原子的电子排布式S Fe Sc V Se Ga Br练习：第26页/共65页4下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A Al 1s22s22p63s23p1 B O2-1s22s22p6C Na+1s22s22p6 D Si 1s22s22p2D第27页/共65页第28页/共65页四、能量最低原则，基态与激发态、光谱1
11、.能量最低原理：大多数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，简称能量最低原理。2.基态原子与激发态原子：基态原子：处于最低能量的原子叫做基态原子。激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子 会跃迁到较高能级，变成激发态原子。激发态原子不稳定，跃迁的电子又会跃迁回较低能量的激发态乃至至基态，并释放能量，这部分能量通常以光的形式释放出来。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。第29页/共65页四、能量最低原则，基态与激发态、光谱3.光谱：原子光谱：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谱，总称原子光谱。光谱分析：在现代
12、化学中常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。七基色指：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。第30页/共65页原子光谱光谱分析第31页/共65页1、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；3）1s22s2 2p63d1属于激发态；4）1s22s2 2p63p1属于基态；答案：(1)x(2)x(3)(4)x课堂练习:第32页/共65页第33页/共65页微观物体的运动特征：电子的质量很小，只有9.1110-31千克；核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；电子的运动速度很大；测不准电子云五电子云与原子轨道第34页/
13、共65页图中 表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次第35页/共65页小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。第36页/共65页1s电子在原子核外出现的概率分布图量子力学中将这种电子云轮廓图称为“原子轨道”1s电子的电子云上图是1s能级的电子云轮廓图的制作过程 第37页/共65页五电子云与原子轨道1.量子力学对核外电子运动的描述：只能确定电子出现在核外空间各处的概率。用P表示电子在某处出现的概率，用V表示该处的体积，则P/V称为概率密度，用表示。2.电子云：电子云：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。电子云轮廓图的绘制：常把电子在原子核
14、外空间出现概率P=90%的空间圈出来。这就成了一个电子云轮廓图，人们称它为一个原子轨道。第38页/共65页3.原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。各能级电子的原子轨道图的形状及个数：下图是s能级的原子轨道图(电子云轮廓图)：是球形；只有1个空间伸展方向，即有1个轨道。1s3s2sS电子的原子轨道半径随着n增大而增大第39页/共65页3.原子轨道：下图是p能级的原子轨道图(电子云轮廓图)：是哑铃形（纺锤形）；有3个空间伸展方向，即有3个轨道互相垂直Px Py Pz p电子的原子轨道半径同样随着n增大而增大第40页/共65页观察图1-14，这些图称为原子的电子排布
15、图（又称电子轨道式）1每个原子轨道最多只能容纳几个电子？科学探究第41页/共65页电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨原子轨道数目道数目可容纳可容纳电子数电子数1 12 23 34 4n n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n2第42页/共65页小结：各能级ns、np、nd、nf包含的原子轨道数分 别为1、3、5、7个轨道。英文字母相同的能级：能层序数n越大，原子 轨道的半径越大；能量越高；但电子云轮廓 图是相同的。P能级的原子轨道有3个Px、Py、Pz，它们 互相垂直，在同一能级中，2Px、2Py、2Pz 的能量相同；只是空间伸展方向不同。
16、第43页/共65页练习练习1 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 A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 B Bs s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 C Cp p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 p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D D与与s s电子原子轨道相同，电子原子轨道相同，p p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大电子原
17、子轨道的平均半径随能层的增大而增大 D第44页/共65页第45页/共65页自旋方向相反的两个电子第46页/共65页六泡利原理和洪特规则1.基态原子核外电子的排布规律：能量最低原理(遵循构造原理)。泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反(通常称为电子对，用方向相反的箭头“”表示)，这个原理称为泡利原理。洪特规则：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单独占据不同的一个原子轨道(电子尽可能分占不同的轨道)且自旋方向相同，这个规则称为洪特规则。对于能量相同的原子轨道在：洪特规则的补充全充满（s2、p6、d10、f14），半充满（s1、p3、d 5、f 7
18、），全 空（s0、p0、d 0、f 0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。第47页/共65页洪特规则 相对稳定的状态全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同的一个原子轨道，且自旋方向相同。能量相同的原子轨道在状态时，体系的能量较低，原子较稳定。第48页/共65页24Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2例1：是能量最高的能级半充满时3d5比 有空轨道时3d4稳定，能量较低。第49页/共65页例2：Cu原子的电子排布式是 是 1s22s22p63s23p63d104s1
19、 而不是 1s22s22p63s23p63d94s2未全充满3d9时稳定，能量较低 能量最高的能级全充满3d10时比 第50页/共65页第51页/共65页2.电子排布图：要求能画出1至36号元素原子的电子排布图用一个方框表示一个原子轨道，用一个箭头表示一个电子，这种用来表示电子排布的新方式，叫做电子排布图。第52页/共65页由Fe的电子排布式：1s22s2 2p63s2 3p63d64s2画出Fe原子的电子排布图：例3：第53页/共65页 Fe的电子排布图：电子排布图能直观地反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况和电子的自旋方向 第54页/共65页注意这两个族全充满半充满第55页/共6
20、5页1、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；3）1s22s2 2p63d1属于激发态；4）1s22s2 2p63p1属于基态；答案：(1)x(2)x(3)(4)x课堂练习：第56页/共65页2下列有关认识正确的是（）A各能级的原子轨道数按s、p、d、f 的顺序分别为1、3、5、7B各能层的能级都是从s能级开始至f能 级结束C各能层含有的能级数为n1个 D各能层含有的电子数为2n2A第57页/共65页 3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、2p C2s、2p、3s、3
21、p D4p、3d、4s、3pC第58页/共65页4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 B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，且自旋方相反A第59页/共65页5“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是（）A构造原理 B泡利原理 C洪特规则 D能量最低原理B第60页/共65页6图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原 子轨道图。下列有关认识正确的是（）A图1中的每个小黑点表示1个电子 B图2表示1s电子只能在球体内出现 C图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴 D图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置D第61页/共65页7当电子排在同一个能级内时，有什么规律？排在同一个能级内的电子的能量相同，自旋方向相反。第62页/共65页 核外电子排布的表示法 能层 原子结构示意图 构造原理核外电子 能级 基态原子的电子排布式排布规律 激发态原子结构 能量最低原理 基 态 泡利原理 基态原子的电子排布图 电子云与原子轨道 洪特规则原子结构的总结：（对大多数元素的原子）吸收光谱发射光谱第63页/共65页第64页/共65页谢谢您的观看！第65页/共65页