高二化学选修3第一章第一节原子结构课件

1、第一节原子结构第一节原子结构学习目标学习目标1.了解原子核外电子的运动状态。了解原子核外电子的运动状态。2.了解原子结构的构造原理。了解原子结构的构造原理。3.知道原子核外电子的能级分布，能用电子排知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素布式表示常见元素(136号号)原子核外电子的排原子核外电子的排布。布。4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。了解其简单应用。课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第一一节节原原子子结结构构课前自主学案课前自主学案一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子

2、的诞生1原子的诞生原子的诞生氢氢氦氦锂锂2宇宙的组成与各元素的含量宇宙的组成与各元素的含量1%3地球的组成元素地球的组成元素地球上的元素绝大多数是地球上的元素绝大多数是_，_(包括稀有气体包括稀有气体)仅仅22种。种。二、能层与能级二、能层与能级1能层能层(1)分类依据分类依据根据多电子原子的核外电子的根据多电子原子的核外电子的_，将核，将核外电子分成不同的能层。外电子分成不同的能层。金属金属非金属非金属能量差异能量差异(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下：如下：能层 一二三四五六七符号 _ _M_ _PQ最多电子数各能层最多容纳的电子数为_K

3、LNO2n22.能级能级(1)分类依据分类依据根据多电子原子中同一能层电子根据多电子原子中同一能层电子_的不的不同，将它们分成不同的能级。同，将它们分成不同的能级。(2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如下：下：能量能量能层KLMN能级 _ _ _ _ _ _ _ _最多电子数22626102610141s 2s2p3s3p3d4s4p4d4f思考感悟思考感悟1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系？能层离核远近与能量高低有何关系？(2)第第n能层中的不同能级的能量有何关系？能层中的不同能级的能量有何关系？【提示提示】(1)由由K层到层到Q层，离核

4、由近到远，层，离核由近到远，能量由低到高。能量由低到高。(2)E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式1构造原理构造原理(1)含义含义在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量电子先排在能量_的能级上，然后依次排在能的能级上，然后依次排在能量量_的能级上。的能级上。低低较高较高(2)构造原理示意图构造原理示意图思考感悟思考感悟2(1)“能层越大，能级的能量越高。能层越大，能级的能量越高。”对吗？对吗？(2)为什么为什么K原子的原子结构示意图不是原子的原子结构示意图不是【提示提示】(1)从构

5、造原理图中可以看出能级的能从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合量高低除了符合E(ns)E(np)E(nd)E(nf)和和E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。等。(2)由于出现能级交错现象，由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、能级、3p能能级，最后一个电子进入级，最后一个电子进入4s能级而不是能级而不是3d能级，所能级，所以它的原子结构示意图为：以它的原子结构示意图为：2电子排布式电

6、子排布式将将_上所容纳的电子数标在该能级符号上所容纳的电子数标在该能级符号_，并按照能层从左到右的顺序排列，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为：为：右上角右上角能级能级四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1能量最低原理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_。能量最低原理能量最低原理2基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子最低能量最低能量

7、吸收吸收释放释放较高较高3光谱与光谱分析光谱与光谱分析(1)光谱形成原因光谱形成原因不同元素的原子发生不同元素的原子发生_时会吸收或释放不时会吸收或释放不同的光。同的光。(2)光谱分类光谱分类根据光是被吸收或释放，可将光谱分为根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_和和_，总称，总称_。(3)光谱分析光谱分析在现代化学中，利用在现代化学中，利用_上的特征谱线上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。来鉴定元素的分析方法。跃迁跃迁吸收光谱吸收光谱发射光谱发射光谱原子光谱原子光谱原子光谱原子光谱五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道1电子云电子云(1)含义含义电子云是处于一定空间运动状态的电子云是处于一定空

8、间运动状态的_在原在原子核外空间的子核外空间的_的形象化描述。的形象化描述。(2)形状形状电子电子概率密度分布概率密度分布球形球形哑铃状哑铃状思考感悟思考感悟3电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少？的多少？【提示提示】不是。电子云图中的一个小黑点并不不是。电子云图中的一个小黑点并不代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。出现的概率的大小。2原子轨道原子轨道(1)定义定义量子力学把电子在原子核外的一个空

9、间运动状态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。称为一个原子轨道。(2)数目数目ns能级各有能级各有_个轨道，个轨道，np能级各有能级各有_个轨道，个轨道，nd能级各有能级各有_个轨道，个轨道，nf能级各有能级各有_个轨道。个轨道。1357六、泡利原理和洪特规则六、泡利原理和洪特规则1泡利原理泡利原理在一个原子轨道里最多只能容纳在一个原子轨道里最多只能容纳_个电子，而个电子，而且自旋方向且自旋方向_，用，用“_”表示。表示。2洪特规则洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子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中的电子总是优先_一个轨道，而且

10、一个轨道，而且自旋状态自旋状态_。2相反相反单独占据单独占据相同相同课堂互动讲练课堂互动讲练能层与能级的组成及能量关系能层与能级的组成及能量关系1不同能层的能级组成不同能层的能级组成任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：第一能层只有数等于该能层的序数：第一能层只有1个能级个能级(1s)，第二能层有第二能层有2个能级个能级(2s和和2p)，第三能层有，第三能层有3个能个能级级(3s,3p和和3d)，依次类推。，依次类推。2不同能层中各能级之间的能量大小关系不同能层中各能级之间的能量大小关系(1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越

11、高。不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。例如：例如：1s2s3s，2p3p4p。(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是同一能层中，各能级之间的能量大小关系是spdf。例如：第四能层中例如：第四能层中4s4p4d4f。(3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。例如：例如：2px2py2pz。3各能层、能级所容纳电子数及能量关系各能层、能级所容纳电子数及能量关系能层一二三四五符号KLMNO能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p最多电子数22 62 6 10 2 6 10 142 6电子离核远近近远电子能量高低低高特

12、别提醒：特别提醒：决定电子能量高低的因素有：决定电子能量高低的因素有：能能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；越高；能级，在同一能层的不同能级中，能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；能级能量依次升高；在多电子原子中在多电子原子中会发生能级交错现象。会发生能级交错现象。 (2011年天津高二检测年天津高二检测)下列关于能层、能级下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是和原子轨道的说法正确的是()A各能层含有的能级数等于能层序数减各能层含有的能级数等于能层序数减1B各能层的能级都是从各能层的能级都是从s能级开始至能级开始

13、至f能级结束能级结束C各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的的2倍倍D各能级的原子轨道数按各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次的顺序依次为为1、3、5、7【解析解析】各能层中所含有的能级数等于其能层各能层中所含有的能级数等于其能层序数，序数，A项错误；当为第一能层时，只含项错误；当为第一能层时，只含s能级，能级，第二能层只含第二能层只含s、p能级，能级，B项错误；每个能层最项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一倍个电子，但不一定含有这些电子。定含有这些电子。【答案答案】D【规律方法规律方法】在理解

14、能层与能级的有关知识时要在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手从以下两方面入手(1)能量规律能量规律多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。层。在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。(2)数量规律数量规律每一个能层每一个能层(电子层电子层)中最多容纳电子数为中最多容纳电子数为2n2。每一个轨道最多容纳每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所个电子，所以每个能层所含的轨道总数为含的轨道总数为n2。变式训练变式训练1下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A1s22s12p1表示的是激发态原子的

15、电子排布表示的是激发态原子的电子排布B3p2表示表示3p能级有两个轨道能级有两个轨道C同一原子中，同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减电子的能量逐渐减小小D同一原子中，同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次能级的轨道数依次增多增多解析：解析：选选A。A项中，项中，1个个2s电子被激发到电子被激发到2p能级上，能级上，表示的是激发态原子；表示的是激发态原子；B项中项中3p2表示表示3p能级上填能级上填充了充了2个电子；个电子；C项中，同一原子中能层数越大，项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能电子的能量逐渐升高；在同

16、一能级中，其轨道数是一定的，量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。而不论它在哪一能层中。核外电子排布的原则核外电子排布的原则3洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如低。如2p3的电子排布图为的电子排布图为 ，不能表示，不能表示为为 或或 。特别提醒：特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。注意能级交错现象。(

17、2)根据此原则进行排布或进行判断时，要三者根据此原则进行排布或进行判断时，要三者兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。 下列元素原子的电子排布式各违背了哪一下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？规律？(1)6C1s22s22p2p2p(2)21Sc1s22s22p63s23p63d3(3)22Ti1s22s22p63s23p10【解析解析】从电子排布遵循的原则入手，看是否从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例。例。【答案答案】(1)洪特规则洪特规则(2)能量最低原理能量最低

18、原理(3)泡利原理泡利原理互动探究互动探究.写出写出(3)的正确的电子排布式，并写出其电子排的正确的电子排布式，并写出其电子排布图。布图。.若若(2)中中21Sc的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确违反哪一正确吗？若不正确违反哪一条规则？条规则？【提示提示】【误区警示误区警示】(1)在书写基态原子的电子排布图在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误：时，常出现以下几种错误：(2)当出现当出现d轨道时，虽然电子按轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在放

19、在ns前。例如，前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正，正确；确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。，错误。变式训练变式训练2比较下列多电子原子的原子轨道的比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。能量高低。(1)2s_3s (2)2s_3d(3)3px_3pz (4)3p_3s(5)4f_6f (6)3d_4s(7)4f_6p解析：解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf；形状相同的原子轨道能量的高低：；形状相同的原子轨道能量的

20、高低：1s2s3s4s；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px3py3pz；对于处在不同能层的不同的能级，；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：电子排布的先后次序为：ns、(n2)f、(n1)d、np。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)原子的核外电子排布的表示方法原子的核外电子排布的表示方法原子结构示意图意义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子实例 电子排布式意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式实例K：1s22s22p63s23p64s1简化电子排布式意义为了避免电子排布式书写过

21、于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示实例K：Ar4s1价电子排布式意义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式实例Al：3s23p1电子排布图意义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例特别提醒：特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。等符合洪特规则特例的元素。(2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。排布图最能反映电子的排布情况。 按要求填空。按要求填空。(1)11Na的电子排布式的

22、电子排布式_。(2)20Ca的价电子排布式的价电子排布式_。(3)35Br的离子结构示意图的离子结构示意图_。(4)7N的电子排布图的电子排布图_。【思路点拨思路点拨】本题在书写核外电子排布式时注本题在书写核外电子排布式时注意以下三点：意以下三点：(1)确定原子序数。确定原子序数。(2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。的原子轨道上。(3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。排布中遵循泡利原理、洪特规则。【解析解析】本题主要考查电子排布式、电子排布本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p6