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1、 第第一一节节 原原子子结结构构第一章第一章一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生1.1.现代大爆炸宇宙学理论现代大爆炸宇宙学理论宇宇宙宙大大爆爆炸炸大量氢大量氢少量氦少量氦极少量锂极少量锂其其他他元元素素原子核的原子核的熔合反应熔合反应约约2h2h后后诞生于诞生于2.2.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。3.3.所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。4.4.地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅稀有气体）仅2222种。种。氢氢人类认识原子的历
2、史原子结构模型 公元前公元前5 5世纪，希腊哲学家德谟世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为克利特等人认为 ：万物是由大量的：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，这种微粒不可分割的微粒构成的，这种微粒即原子。即原子。近代科学原子论（近代科学原子论（18031803年）年）一切物质都是由最小的一切物质都是由最小的不能再分的粒子不能再分的粒子原原子构成。子构成。原子模型：原子是坚实原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿英国化学家道尔顿（J.Dalton,17661844)道尔顿原子模型原子并不是构成物质的最小微粒原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子汤
3、姆生发现了电子(1897年年)电子是种带负电、有一电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。在于各种原子之中。汤姆生原子模型汤姆生原子模型：原子：原子是一个平均分布着正电是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson,18561940）汤姆生原子模型汤姆生原子
4、模型粒子散射实验（粒子散射实验（1909年）年）原子有核原子有核卢瑟福和他的助手做了卢瑟福和他的助手做了著名著名粒子散射实验粒子散射实验。根。根据实验，卢瑟福在据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型（又称（又称行星原子模型）：原子行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速子核外空间绕核做高速运动。运动。英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福（E.Rut
5、herford,18711937)卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子模型（玻尔原子模型（19131913年）年）玻尔借助诞生不久的量玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的子理论改进了卢瑟福的模型。模型。玻尔原子模型玻尔原子模型（又称分（又称分层模型）：当原子只有层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕将分布在多个球壳中绕核运动。核运动。不同的电子运转轨道是不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨具有一定级差的稳定轨道。道。丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1
6、8851962)玻尔原子模型玻尔原子模型电子云模型电子云现代物质结构学说现代物质结构学说人类认识原子的历史进程 人类在认识自然的过程中，经人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质也越来越接近事物的本质。随。随着现代科学技术的发展，我们着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。不断地深入和发展。从原子结构模型的演变你想到了些什
7、么从原子结构模型的演变你想到了些什么？【思考与交流1】1.原子的特点是什么？原子的特点是什么？原子是化学变化中的最小微粒原子是化学变化中的最小微粒原子的体积和质量都十分微小原子的体积和质量都十分微小原子的大部分质量集中在原子核上原子的大部分质量集中在原子核上原子的原子的 组成组成核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数原子核原子核核外电子核外电子 质子质子 中子中子XAZ知识回顾知识回顾（1 1）先排能量低的电子层，）先排能量低的电子层，由里往外由里往外再排能再排能量高的电子层。量高的电子层。（2 2）每一层最多容纳电子数：）每一层最
8、多容纳电子数：2n2n2 2个。个。（3 3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8 8个（个（K K层为最外层层为最外层时不超过时不超过2 2个）。个）。（4 4）次外层电子数不超过）次外层电子数不超过1818个，倒数第三层个，倒数第三层不超过不超过3232个。个。核外电子的分层排布规律核外电子的分层排布规律:1 1、什么叫什么叫能能层？层？在含有多个电子的原子在含有多个电子的原子里里,电子分别在能量不同电子分别在能量不同的区域内运动的区域内运动,这种不同这种不同的区域的区域称为电子层称为电子层(n)(n)即即能层能层二、能层与能级二、能层与能级能层能层1 12 23 34 45 5n n
9、符号符号K KL LM MN NO O最多最多电子电子数数 2 2 8 8 18 18 32 32 50 502n2n2 2二、能层与能级二、能层与能级1 1、能层、能层低低离核近离核近能量能量能级能级：(电子亚层）电子亚层）在多电子原子中，在多电子原子中，同一能层同一能层的电子的的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级同的能级（s s、p p、d d、f)f)2.2.各能层所包含的能级类型及各各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能层、能级最多容纳的电子数能层能层(n)(n)一一二二三三四四五五六六七七符号符号K KL LM MN NO
10、O P P Q Q能级能级(l l)1s1s 2s2s 2p2p 3s3s 3p3p 3d3d 4s4s 4p4p 4d4d 4f4f最多容最多容纳的电纳的电子数子数2 22 26 62 26 6 1010 2 26 6 1010 14142 28 8181832322n2n2 2能级数能级数=能层序数能层序数每个能层每个能层(n)(n)中，能级符号的顺序中，能级符号的顺序是是_任一能层，能级数任一能层，能级数=_=_数数ss、p p、d d、f f可可 容容 纳纳 的的 电电 子子 数数 依依 次次 是是_ _ nsns、npnp、ndnd、nfnf 小结：小结：能层序能层序2 6 10 1
11、42 6 10 14三、构造原理三、构造原理原子的电子排布遵循构造原原子的电子排布遵循构造原理使理使整个原子的能量整个原子的能量处于最低处于最低状态，简称能量最低原理状态，简称能量最低原理各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序构造原理构造原理 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 7p 6p 5p4p 3p2p 3d 4d 5d 6d 5f 4f注意：每一行对应一个能层，注意：每一行对应一个能层，斜线方向表示电子的填充顺序：斜线方向表示电子的填充顺序：构造原理是构造原理是绝大多数绝大多数基态原子基态原子核外电子排核外电子排布所遵循的顺序。布所遵循的顺序。1s2s2p3s3p4s3d4p5
12、s 4d5p6s4f5d6p 7s5f6d7p电子的填充顺序（能量由低到高）：电子的填充顺序（能量由低到高）：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p一句话：一句话：按能层次序书写，按构造原理充入电子。按能层次序书写，按构造原理充入电子。电子排布式的书写顺序：按能层序数依次书写电子排布式的书写顺序：按能层序数依次书写1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1K（2）L（8）M（1）NaNa：Fe？2.2.电子排布式电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2KLMNFe281423.3.外围电子排布式外围电子排布式(价电子构型价电子构型)价电子层：价电子层：电子数在化学反应中电子数在化学反应中可发生变化的能级。可发生变化的能级。如：如：29Cu：3d104s119K：4s117Cl：3s23p54.4.简化电子排布式简化电子排布式如：如：NaNa：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1Ne3sNe3s1 1表示钠的内层电子排布与稀表示钠的内层电子排布与稀有气体元素有气体元素NeNe的核外电子排的核外电子排布相同布相同简化为简化为NeNe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 6