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化学：原子结构优秀课件PPT（人教版选修）,引言,化学研究的是构成宏观物体的物质。,一、研究物质的组成与结构,二、研究物质的性质与变化,思考,二者的关系如何？古希腊的“原性论”哲学和我国古代的炼丹术士认为“吞金可长生” 自然哲学，对这两者的关系是如何认定的？,思考与交流,1、铁易生锈，真金不怕火炼等事例说明了什么问题？为什么？ 2、O2和O3是同素异形体，空气中的O2是须臾不能离开的，而空气中的O3多于1.2mg/L则有害；CO易燃，CO2却能灭火。这由说明了什么问题？为什么？ 3、分子式为C2H6O的物质可能有图示两种结构，前者与水互溶而后者不能。这也说明了什么问题？,思考与交流,4、下图所示两种物质：前者是第一种用医学的磺胺药，为什么服用此药后可杀死细菌？,5、下图所示是鲍鱼及其剖面图，图中标出了它的两层不同结构的壳。你能说出这两层壳的功用是什么？为什么？,引言,分子结构,原子结构,晶体结构,结构,性质,决定,原子结构,宇宙大爆炸,宇宙大爆炸,宇宙大爆炸,大量的氢 大量的氦 极少量的锂,其他元素,一.开天辟地原子的诞生,第一节 原子结构,1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论,有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？ 宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？,阅读课本后回答：氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦18），另外还有90多种元素，宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。,古希腊原子论,古希腊哲学家,原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。,（ Democritus ，约公元前 460 年前 370 年）,原子,人类认识原子的历史,近代科学原子论（1803年）,一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。 原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。,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 汤姆生发现了电子(1897年),电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。 汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。,英国物理学家汤姆生 （J.J.Thomson ,18561940）,汤姆生原子模型,汤姆生原子模型,粒子散射实验（1909年） 原子有核,卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。 卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。,英国科学家卢瑟福 （E.Rutherford,18711937),卢瑟福原子模型,卢瑟福原子模型,玻尔原子模型（1913年）,玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。 玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。 不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。,丹麦物理学家玻尔 （N.Bohr,18851962),玻尔原子模型,玻尔原子模型,电子云模型,电子云模型 （现代物质结构学说）,现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少，就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”。 电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积内出现的机会多，反之，出现的机会少。 如：氢原子的电子云,电子云,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，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们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不断地深入和发展。,从原子结构模型的演变你想到了些什么？,【思考与交流】,1. 原子的特点是什么？ 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 原子的大部分质量集中在原子核上,2. 原子的构成、原子核的构成是怎样的?,小结： 构成原子的粒子及其性质,1、现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氦等发生的原子核的融合反应。这于一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。下列说法正确的是 ( ) A科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程 B普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的 C“一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测 D“现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论,【课堂达标测试1】,C,3道尔顿的原子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 ,2支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是 （ ） A宇宙原子总数的88.6是氢 B地球上的元素绝大多数是金属 C普鲁特“氢是元素之母”的预言 D宇宙中存在少量稀有气体分子,A,D,4在1911年前后，新西兰出生的物理学家卢瑟福把一束变速运动的粒子(质量数为4的带2个正电荷的质子粒)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟为大多数粒子畅通无阻的通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少数的。粒子发生偏转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象能得出关于金箔中Au原子结构的一些结论，试写出其中的三点: _ _ _,原子中存在原子核，它占原子中极小的体积 原子核带正电，且电荷数远远大于粒子 金的原子核质量远远大于粒子,观察1-18号元素的原子结构示意图，讨论为什么原子核外的电子分层运动？,【思考与交流】,依据核外电子的能量不同： 离核远近：近 远 能量高低：低 高,核外电子分层排布,二、能层与能级 1.能层 （1）定义：在多电子的原子核外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。,（2）表示方法及各能层所容纳的最多电子数：,【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？,每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。,2.能级 （1）定义：在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。,（2）表示方法及各能级所容纳的最多电子数：,【学与问】2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（n）间存在什么关系？,任一能层的能级数等于该能层的序数。,【学与问】 3. 不同能层中，符号相同的能级中所容纳的最多电子数是否相同？以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数是多少？,不同能层中，符号相同的能级中所容纳的最多电子数相同。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的二倍，即2、6、10、14。,【课后探究】,【课堂达标测试2】,1、以下能级符号正确的是 （ ） A 6s B 2d C 3f D 7p,2、下列各能层中不包含p能级的是 （ ） A. N B. M C. L D. K,3、原子核外P能层和p能级可容纳的最多电子数分别为 （ ） A 32和2 B 50和6 C 72和6 D 86和10,AD,D,C,4.下列有关认识正确的是 （ ） A各能级上最多的电子按s、p、d、f的顺序分 别为2、6、10、14 B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 D各能层含有的电子数为2n2,5、下列各组微粒中，各能层电子数均达到2n2个的是 （ ） A.Ne和 Ar B.H-和Na+ C.Ne和Cl- D.F-和S2-,A,B,【课堂小结】,一.开天辟地原子的诞生,二、能层与能级,作业： 1、完成本节作业纸 2、教材P5“构造原理”,再见,第一节 原子结构,（第二课时）,K L M N O P Q,电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动 ，在多电子的原子核外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。同一能层的电子，能量也可不同，可以把它们分成能级。,【复习】,1S 2S 2P 3S3P3d 4S4P4d4f 5S5P,2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6,注:在每一能层中,能级符号的顺序是ns np nd nf.(n代表能层），每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个，任一能层的能级数等于该能层的序数。,【回顾】118号元素原子的电子层排布,【回顾】118号元素原子的电子层排布,核电 荷数,元素 名称,元素 符号,各电子层的电子数,K L M N,1 氢 H 1,2 氦 He 2,3 锂 Li 2 1,4 铍 Be 2 2,5 硼 B 2 3,6 碳 C 2 4,7 氮 N 2 5,8 氧 O 2 6,9 氟 F 2 7,10 氖 Ne 2 8,11 钠 Na 2 8 1,12 镁 Mg 2 8 2,13 铝 Al 2 8 3,14 硅 Si 2 8 4,15 磷 P 2 8 5,16 硫 S 2 8 6,17 氯 Cl 2 8 7,18 氩 Ar 2 8 8,写出钾元素原子的核外电子层排布？,K元素原子的核外电子排布为什么不是:2、8、9,而是2 、8、8、1呢？,三、构造原理与能量最低原理,1、构造原理：随原子核电荷数递增，原子核外电子的排布遵循如右图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。,构造原理中排布顺序的实质,-各能级的能量高低顺序 1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： nsnpndnf 2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： 1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d 3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns (n-2)f (n-1)d np (n为能层序数),2、构造原理的应用,（1）根据构造原理，电子所排的能级顺序为：_,1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f ,（2）原子的电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。,氢 H 钠 Na 钾 K,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p64s1,1s1,【练习】,（3）原子的简化电子排布：,Ne3s1,【学生活动】,你能仿照钠的简化电子排布式写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗？,上式方括号里的符号的意义是：,该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构,O：He2s22p4 Si：Ne3s23p2 Fe：Ar3d64s2,钠 Na的简化电子排布：,【讨论】下面是部分元素的基态原子的电子排布,【讨论】下面是部分元素的基态原子的电子排布,（4）原子核外电子排布规律, 最外层最多只能容纳 8个电子（氦原子是2个）；, 次外层最多只能容纳18个电子；, 倒数第三层最多只能容纳32个电子；, 每个能层最多只能容纳2n2电子。,核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能层。,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的二倍，即2、6、10、14,写出136号元素的原子核外电子排布式和简化核外电子排布式,【课后练习】,短周期核外电子的排布,电子填充顺序： 1S2S 2P 3S 3P,3. 能量最低原理:现代物质结构理论证实，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，简称能量最低原理。,处于最低能量的原子叫做基态原子。 这样的电子排布是基态原子的电子排布。,从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？,【知识拓展】,3d104s1,4d105s1,5d106s1,3d94s2,4d95s2,5d96s2,有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如Cu、Ag、Au等。,2造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是 AE(3s)E(2s)E(1s) BE(3s)E(3p)E(3d) CE(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E(4s)E(4f),1一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是( ) A +1 B +2 C +3 D -1,A,C,【课堂达标测试】,3下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ） A Al 1s22s22p63s23p1 B O2- 1s22s22p6 C Na+ 1s22s22p6 D Si 1s22s22p2 4下列表达方式错误的是（ ） A 甲烷的电子式 B 氟化钠的电子式 C 硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4 D 碳12原子 126C,D,D,5、下列有几元素的核外电荷数，其中最外层电子数目最多的是（ ） A、8 B、14 C、18 D、20 6、由下列微粒的最外层电子排布，能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置的是（ ） A1s2 B3s23p1 C2s22p6 Dns2np3,C,B,（2）各层最多容纳2n2 个电子,（3）最外层不超过8个（K层2个）,（4）次外层不超过18个，倒数第 三层不超过32个。,上述规律相互制约，相互联系,（1）能量最低原理,小结：排步规律（一低四不超）,（3）基态与激发态的关系,四、基态与激发态、光谱,1.基态原子与激发态原子,（1）基态原子：处于最低能量的原子叫基态原子。,（2）激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态原子。,吸收能量,释放能量,2.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