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1、化学选修第一章第一节原子结构课件第1页，本讲稿共55页原子概念和原子结构模型演变简介1公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。第2页，本讲稿共55页219世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。第3页，本讲稿共55页道尔顿原子学说1、一切物质都是由不可见的、不可分割的原子组成，原子不可自生自灭2、同种类的原子在质量、形状和性质上完全相同，不同种类的原子则不同3、每一种物质都是由它自己的原子构成。单质是由简单原子组成，化合物是由复杂原子组成。复杂原子的质量等于组成它的简单原子的质量总和。第4页，本讲稿共55页
2、31897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子第5页，本讲稿共55页41911年，英国物理学家卢瑟福电子绕核旋转的原子结构模型第6页，本讲稿共55页51913年，丹麦科学家玻尔核外电子分层排布的原子结构模型第7页，本讲稿共55页620世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础电子云模型第8页，本讲稿共55页近代原子论发现电子带核原子结构模型轨道原子结构模型电子云模型第9页，本讲稿共55页人类探索物质结构的历史德谟克利特的古代原子学说道尔顿的近代原子学说（模型）汤姆生原子模型卢瑟福原子模型玻尔原 子模型
3、电子云模型原子结构的衍变过程第10页，本讲稿共55页一、开天辟地原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论宇宙诞生于约140亿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变化，分批分期合成而来的第11页，本讲稿共55页1、氢元素是宇宙中最丰富的元素。2、宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年。3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅有22种。第12页，本讲稿共55页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+中子数第13页，本讲稿共55页1 能层：按原子核
4、外电子能量的差异，可以将核外电子分为不同的能层即电子层。二、能层与能级第14页，本讲稿共55页能层1 2 3 4 5 n符号K L M N O 最多电子数212222232 2422522n2 能层（既电子层）第15页，本讲稿共55页（1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外。（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。核外电子的排布规律:第16页，本讲稿共55页规定，任一能层的能级总是从 s 能级开始，依次称p、d、f、g能级能层 K L M N O能级 1s 2s 2p
5、3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多电子数2 2 6 2 6 10 2 6 10 142、能级:在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级（既亚层）。第17页，本讲稿共55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）第18页，本讲稿共55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
6、否相同？第19页，本讲稿共55页三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的排布顺序 构造原理第20页，本讲稿共55页存在着能级交错1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-核外电子排布的构造原理图第21页，本讲稿共55页 试书写N、Cl、K、26Fe原子的 核外电子排布式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，简称能量最低原理第22页，本讲稿共55页思考与交流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？你能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？第23页，本讲稿共55页道尔顿的原子
7、学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：原子是不能再分的微粒；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代原子分子学说的观点看，你认为不正确的是（）A 只有 B 只有 C 只有 D D第24页，本讲稿共55页在同一个原子中，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 理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为。越低增大。3S 3P 3d第25页，本讲稿共55页三.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处于最低状态，简称能量最低原理第26页，本
8、讲稿共55页下列各原子的电子排布正确的是（）A.Be1s22s12p1 B.C1s22s22p2 C.He1s12s1 D.Cl1s22s22p63s23p5BD2.书写下列原子的电子排布式S Fe Sc V Se Ga Br第27页，本讲稿共55页3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 1s22s22p2 D第28页，本讲稿共55页在同一个原子中，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 理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能
9、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第29页，本讲稿共55页四、基态与激发态、原子光谱第30页，本讲稿共55页1基态原子与激发态原子 处于最低能量的原子叫做基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，变成激发态原子第31页，本讲稿共55页可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量表现为光的形式用光谱仪摄取得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱第32页，本讲稿共55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；
10、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33页，本讲稿共55页五、电子云与原子轨道思考:宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：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；可以描画它们的运动轨迹。第34页，本讲稿共55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1、电子云第35页，本讲稿共55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36页，本讲稿共55页小黑点的疏密表
11、示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。第37页，本讲稿共55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”第38页，本讲稿共55页as电子的原子轨道（电子云）形状 是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向 2、原子轨道 第39页，本讲稿共55页bp电子云/原子轨道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大第40页，本讲稿共55页科学探究观察图1-14，这些图称为原子的电子轨道表示式1每个原子轨道最多只能容纳几个电子？第41页，本讲稿共55页电子层 原子轨道类型原子轨道数目可容
12、纳电子数1234n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n2第42页，本讲稿共55页 练习1、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，故称电子云 Bs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 Cp能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多 D与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大 D第43页，本讲稿共55页核外电子排布规则:1.能量最低原理 2.泡利不相容原理 每个原子轨道里最多只能容纳 2 个自旋方向 相反 的电子。第44页，本讲稿共55页3.
13、洪特规则 4.补充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，总优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。第45页，本讲稿共55页24Cr原子的电子排布图:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2例：第46页，本讲稿共55页注意第47页，本讲稿共55页小结：1各原子轨道的能量高低比较（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：2Px2Py2Pz第48页，本讲稿共55页3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
14、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49页，本讲稿共55页 4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、3p D4p、3d、4s、3pC第50页，本讲稿共55页6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51页，本讲稿共55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
15、构造原理 B泡利原理 C洪特规则 D能量最低原理B第52页，本讲稿共55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53页，本讲稿共55页2图1和图2分别是1s电子的概率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2当电子排在同一个能级内时，有什么规律？第54页，本讲稿共55页小结：1各原子轨道的能量高低比较（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：2Px2Py2Pz第55页，本讲稿共55页