《原子结构上课》PPT课件.ppt

2019年6月9日星期日,1,第一章 原子结构与性质,第一节 原子结构,共2课时,新课标人教版高中化学课件系列,选修3 物质结构与性质,2019年6月9日星期日,2,【教学目标】 1.了解人类认识原子的历史 2.理解能层能级的概念，以及它们之间的关系 3.能根据构造原理用电子排布式表示1-36原子核外电子的排布,原子结构,2019年6月9日星期日,3,宇宙大爆炸,宇宙大爆炸,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,4,问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那么原子是怎样诞生的呢？ P4,宇宙大爆炸,大量的氢 大量的氦 极少量的锂,其他元素,1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,5,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？,_元素是宇宙中最丰富的元素，占_（氦约为氢的_）合起来占_，另外还有90多种元素，它们的原子总数加起来不足1%。宇宙年龄距近约_，地球年龄已有_。地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅_种。,阅读课本P4,一、开天辟地原子的诞生,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,6,人类认识原子的过程,人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛.,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,7,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,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,8,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,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,9,汤姆生原子模型,汤姆生,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,10,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,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,11,粒子散射实验,Au,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,12,卢瑟福原子模型,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,13,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,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,14,玻尔原子模型（1913年）,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,15,电子云模型,电子云模型（1935年）,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,16,现代物质结构学说,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。,氢原子电子云图,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,17,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,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,18,原子,原子核,核外电子,质子,中子,（正电）,不显 电性,（负电）,（正电）,（不带电）,分层排布,与物质化学性质密切相关,开天辟地原子的诞生,2019年6月9日星期日,19,二、能层与能级,（1）能层,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。,能层与能级,2019年6月9日星期日,20,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,能层与能级,2019年6月9日星期日,21,（1）各能层最多能容纳2n2个电子。 即：能层序号 1 2 3 4 5 6 7 符 号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 （2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时 不超过2个）；次外层电子数最多不超过18 个；倒数第三层不超过32个。,回顾 原子核外电子分层排布规律：,（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近 的能层，然后才由里往外，依次排在能量 较高能层。而失电子总是先失最外层电子。,注意： 以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。 举例：溴原子结构示意图,能层与能级,2019年6月9日星期日,22,（2）能级,表示方法及各能级所容纳的最多电子数：,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。,能层与能级,2019年6月9日星期日,23,能层与能级,2019年6月9日星期日,24,能层最多可容纳的电子数为2n2个。,【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？,能层与能级,2019年6月9日星期日,25,【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？,第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第3能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。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!,能层与能级,2019年6月9日星期日,26,【学与问】3.英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数是否相同？能量是否相同？,不同能级中的s级，所容纳的电子数是相同的，但是能量是不同的。,能层与能级,2019年6月9日星期日,27,能层的能级数等于该能层序数。 任一能层的能级总是从s能级开始。 在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：nsnpndnf,总结：,能层与能级,2019年6月9日星期日,28,A前者大于后者 B后者大于前者 C前者等于后者 D无法确定,B,练习1：在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( ),能表示核外电子排布,【思考】怎样用能层，能级表示核外电子排布？,能层与能级,2019年6月9日星期日,29,练习2：依据以上各能级最多容纳电子数C原子的核外电子排布式可以表示为：1S22S22P2 依照上式请书写 N O F Na Mg Al 的电子排布式,能层与能级,2019年6月9日星期日,30,问题探究,根据已有知识，试写出K原子的可能电子排布式与原子结构示意图？,猜想一：,1s22s22p63s23p63d1,猜想二：,1s22s22p63s23p64s1,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,31,三、构造原理与电子排布式,构造原理：P5 随原子核电荷数递增，绝大多数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。,【思考】：有何规律？,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,32,能级交错,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,33,核 外 电 子 填 充 顺 序 图,构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,34,各能层能级能量关系,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,35,构造原理中排布顺序的实质,(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： (2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： (3) 不同层不同能级可由下面的公式得出:,-各能级的能量高低顺序,nsnpndnf,1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d,ns(n-2)f(n-1)dnp (n为能层序数),构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,36,2、根据2n2的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为 。,1、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、3p,2、8、18、32,C,练习：,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,37,钙Ca 1s22s22p63s23p64s2,钙Ca,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,38,电子排布式：,氢 H 钠 Na 铝 Al,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p1,1s1,用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,39,原子结构示意图,电子排布式,Li: 1s22s1,请写出410号元素原子的电子排布式。,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,40,4 铍Be 5 硼B 6 碳C 7 氮N 8 氧O 9 氟F 10 氖Ne,1s2 2s2 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 1s2 2s22p5 1s2 2s22p6,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,41,【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式。,Cl: K: 26Fe:,1s2 2s22p6 3s23p5,1s2 2s22p6 3s23p6 4s1,1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2,注意书写：1s2 2s22p6 3s23p64s2 3d6,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,42,练习：请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式： （1）Ne 。 （2）S 。 （3）29Cu 。 （4）32Ge 。,1s22s22p6,1s22s22p63s23p4,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,43,练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。,钪Sc： ； 钛Ti： ； 钒V： ； 铬Cr： ； 锰Mn： ；,1s22s22p63s23p63d14s2,1s22s22p63s23p63d24s2,1s22s22p63s23p63d34s2,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d54s2,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,44,练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。,铁Fe： ； 钴Co： ； 镍Ni： ；,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p63d74s2,1s22s22p63s23p63d84s2,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s2,1s22s22p63s23p63d104s24p1,铜Cu： ； 锌Zn： ； 镓Ga： ；,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,45,练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。,锗Ge： ； 砷As： ； 硒Se： ； 溴Br： ； 氪Kr： ；,1s22s22p63s23p63d104s24p2,1s22s22p63s23p63d104s24p3,1s22s22p63s23p63d104s24p4,1s22s22p63s23p63d104s24p5,1s22s22p63s23p63d104s24p6,P7 【思考与交流】1,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,46,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d104s1,练习：136号元素中是否都遵循构造原理？ 举出能否具体的例子？,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,47,注 意,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,48,原子的简化电子排布：原子实,Ne3s1,练习：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,Na的简化电子排布式：,He2s22p4,Ne3s23p2,Ar3d64s2,P7 【思考与交流】2,构造原理与电子排布式,外围电子排布式： O： Si： Fe：,2019年6月9日星期日,49,小 结,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,50,下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）,A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6,B. O2- 1s22s23p4,C. Cl- 1s22s22p63s23p5,D. Ar 1s22s22p63s23p6,BC,练习 1：,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,51,练习2： 1、电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子， 则该元素的核电荷数是_,2、某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表的位置是_,18,第3周期，第VIA族,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,52,4、构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 ( ) A.E(3s)E(2s)E(1s) B.E(3s)E(3p)E(3d) C.E(4f)E(4s)E(3d) D.E(5s)E(4s)E(4f),3、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,C,A,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,53,5、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 6、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原子符号 126C,D,C,构造原理与电子排布式,2019年6月9日星期日,54,【教学目标】 1.理解能量最低原理，及其运用 2.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单运用,2019年6月9日星期日,55,四.能量最低原理、基态与激发态、光谱,能量最低原理:,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。,基态原子: 处于最低能量的原子 (稳定),电子放出能量,电子吸收能量,如：Na 1s22s22p63s1,如：Na 1s22s22p63p1,【阅读】 P7 四 第一段,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,56,基态与激发态的关系原子光谱,基态原子,激发态原子,吸收能量,释放能量,发射光谱,吸收光谱,能量较高,能量最低,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,57,基态与激发态相互转化的应用,焰色反应,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,58,焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。,焰火呈现五颜六色的原因,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,59,处于最低能量的原子,_ ,简称能量最低原理。 _叫做基态原子。,当基态原子的电子吸收能量后，电子会_，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将_能量。光（辐射）是电子_能量的重要形式之一。,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,跃迁到较高能级,释放,释放,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,60,1、当镁原子由1s22s22p63s2 1s22s22p63p2时，以下说法正确的是（ ） A镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量 D镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量,A,课堂练习,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,61,2、判断下列表达是正确还是错误？ (1) 1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态 (2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态,构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,62,光的色散,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,63,光谱：,按一定次序排列的彩色光带,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,64,用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱,能量最低原理、基态与激发态、光谱,2019年6月9日星期日,65,锂、氦、汞的发射光谱,锂、氦