第1讲(名校讲义-精品-原子核与核外电子排布)..ppt

原子核与核外电子排布,高三化学复习第一讲,思考,人们对原子结构的认识经历了几个历史阶段，也因此留下了探究原子结构奥秘的足迹。下列属于用现代物质结构学说表明原子结构模型的是（）A.近代原子学说B.葡萄干面包模型C.行星模型D.电子云模型,D,一、原子结构模型的发展史,古典原子论,德谟克利特,近代原子学说,道尔顿,葡萄干面包模型,汤姆孙,卢瑟福,行星模型,波尔原子模型,波尔,电子云模型,薛定谔,二、原子结构与同位素,原子,原子核,核外电子,质子,中子,（带正电）,（带负电）,不显电性,决定元素种类,决定原子种类,同位素,质量数,核电荷数、原子序数,最外层电子数,决定主族元素化学性质,原子：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,构成原子的粒子及其性质,相对原子质量,质子的相对质量是1.007，中子的相对质量是1.008，这个数值是怎样得来的？,都是以一个12C原子质量的1/12作标准，一个质子的质量与这个标准的比值即为1.007，一个中子的质量与这个标准的比值即为1.008。,M(z)=1.673X10-27kg/1.661X10-27kg=1.007,相对原子质量=,一个原子质量数近似等于该原子的相对原子质量,原子的表示方法,O,8,16,质量数,质子数,原子核的表示方法,同位素,氕,氘,氚,重氢,超重氢,试比较三种原子的异同，指出它们之间的关系。,质子数相同,中子数不同，质量数不同,属同种元素,不同种原子,(D),(T),具有相同质子数不同中子数的原子互称为同位素,氢,常见同位素的用途,氢弹,治疗癌症（化疗）,考古断代,原子弹,同位素示踪,CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O,元素的相对原子质量,元素的相对原子质量：实际上是该元素各种同位素相对原子质量按其丰度计算所得的平均值。,元素的近似相对原子质量：是该元素各种同位素的质量数和其丰度计算所得的平均值。,思考,天然氢是由两种同位素1H和2H组成，它们的同位素相对质量分别是1.00782和2.0140，同位素丰度分别是99.985%和0.015%，则氢元素的相对原子质量为多少？氢元素的近似相对原子质量为多少？,氢元素的相对原子质量：1.0078299.985%+2.01400.015%=1.00797氢元素的近似相对原子质量：199.985%+20.015%=1.00015,三.核外电子排布-1,1、原子核外电子的运动特征,1）绕核运动的速度极快（106m/s)且没有确定的轨道，因此不能测定它在某一时刻的位置和运动轨迹。,2）电子的运动状态是通过它在原子核外某一空间区域出现机会的多少来描述。,2、电子云,为直观起见，把电子在原子核外某处出现的机会多少的状况用不同密集程度的小点来表示，就好像电子在原子核周围形成了云雾，故称电子云,思考从氢原子电子云剖面图中分析，小白点的疏密与什么有关？你知道小白点疏密所表示的意义吗？,3、核外电子的运动状态1）,1）电子层：,电子的能量：低高,第一层,第二层,第三层,第四层,第五层,第六层,第七层,K层,L层,M层,N层,O层,P层,Q层,3、核外电子的运动状态2）,2）电子亚层：,同一电子层中不同亚层的电子能量也不同：EsEpEdEf,Ex请将同一原子的2p,3d,2s,1s,3p,4f,3s亚层中的电子按其能量由低到高的顺序排列。,原子核外电子的能量由所处的电子层和电子亚层共同决定。,3、核外电子的运动状态3）,3）电子云的伸展方向,s-1种伸展方向,p-3种伸展方向,pz=px=py,d-5种伸展方向,f-7种伸展方向,轨道的概念：在一定的电子层上，具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个轨道。,3、核外电子的运动状态4）,各电子层中最多轨道数为电子层序数(n)的平方，即n2个轨道,4）电子的自旋,电子自旋有两种状态，相当于顺时针和逆时针两种方向（用或表示）。每个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子,4、核外电子排布规律,核外各个电子层最多能容纳的电子数为_最外电子层上的电子数不超过_个次外层上的电子数不超过_个倒数第三层不超过_个原子核外电子排布时，一般先占有能量较低的轨道，然后，电子才依次进入能量较高的轨道。,2n2,8,18,32,思考,画出15号、35号、51号、82号、114号、26号元素的原子结构示意图,四、核外电子排布的规律(拓展),1.能量最低原理电子在核外排布时，尽可能占据能量最低的轨道1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p能级交错现象：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。核外电子排布式：表示原子核外电子在每个电子层中各个亚层排布情况的式子,1.能量最低原理,Ex3写出下列原子的核外电子排布式O、P、Ca、Fe(26号),书写电子排布式时，要从左向右按电子层能量递增的顺序排列；每个电子层中的亚层是按spdf能量递增的顺序排列；各电子亚层上的电子数标在亚层符号的右上角。,例如氮原子的电子排布式为1s22s22p3,解析:O-1s22s22p4;P-1s22s22p63s22p3;Ca-1s22s22p63s23p64s2;Fe-1s22s22p63s23p63d64s2,2.泡利（Pauli）不相容原理,2.泡利（Pauli）不相容原理同一原子中，没有运动状态四个方面完全一样的电子，即每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子,思考用轨道表示式描述B原子的核外电子排布,C原子的轨道表示式？,轨道表示式：表示原子核外电子排布的图式之一。用一个方框(或圆圈)表示一个轨道，用“”和“”表示电子自旋状态和数目。,2.泡利（Pauli）不相容原理,思考用轨道表示式描述B原子的核外电子排布,C原子的轨道表示式？,解析:B1s2s2p,解析:C1s2s2p,1s2s2p,1s2s2p,1s2s2p,3.洪特规则,3.洪特规则在能量相同的轨道上有多个电子时，电子尽可能的先分占不同轨道，且保持自旋状态相同，这样排布可使体系能量降到最低最稳定。,Ex4写出下列原子的价层电子轨道表示式：N、O、Fe、Cr（24号）,解析:N-2s2pO-2s2p,Fe-3d4sCr-3d4s,3.洪特规则,3.洪特规则在能量相同的轨道上有多个电子时，电子尽可能的先分占不同轨道，且保持自旋状态相同，这样排布可使体系能量降到最低最稳定。,推论：电子排布时，电子亚层处于全充满，半充满，全空状态时比较稳定,Ex5写出Cu（29号）的核外电子排布式,解析：Cu-1S22S22P63S23P63d104S1,在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。下列说法正确的是（）A.34S原子核内中子数为16B在相同条件下1H216O比1H218O更易挥发C13C和15N原子核内的质子数相差2D2H的酸性比1H的酸性更强,例题1,B,解析：B选项中分子的挥发性与沸点有关，对于结构相似的分子，分子量越大分子间作用力越强，沸点越高，越难挥发。D选项中同位素的化学性质几乎相同。,例题2,某氖原子的质量是ag，12C原子的质量是bg，用NA表示阿佛加德罗常数，则以下叙述中正确的是（）A氖元素的相对原子质量为12a/bBW克该氖原子的物质的量为w/(aNA)molC该氖原子的摩尔质量为aNA克DW克该氖原子所含的质子数为10w/a个,B,D,解析：根据相对原子质量的定义，该氖原子的相对原子质量为12a/b，但是氖元素可能含有其它的同位素，所以A选项错误；W克该氖原子所含有的氖原子个数为W/a，则其物质的量为w/(aNA)mol，所含的质子数为10w/a，所以B、D选项正确；而C选项虽然数值正确，但忽略了摩尔质量的单位是g/mol。,例题3,核内中子数为N的R2+离子，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量为（）molA.n(A-N+8)/(A+16)B.n(A-N+10)/(A+16)C.(A-N+2)D.n(A-N+6)/A,A,解析：R2+的质子数为A-N，O2-的质子数为8。该氧化物为RO，含质子数为A-N+8，ng的RO的物质的量为n/(A+16)n（质子）=n(A-N+8)/(A+16),例题4,元素X有质量数为79和81的两种同位素，现测得X元素的近似相对原子质量为79.9，则同位素81X在X元素中的质量分数是（）A.54.4%B.45.6%C.55%D.45%,B,解析：用十字交叉法两种同位素的个数比为791.179X：81X=11：979.981X在X元素中的质量分数是810.9（819）/(819)+(1179)100=45.6%,例题5,以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是（）A：HeBC1s2D,D,解析：A选项仅表示出氦原子的原子符号B选项表示出氦原子的电子层C选项表示出氦原子的电子层和电子亚层D选项表示出氦原子的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向（即轨道）以及电子的自旋,小结:轨道表示式对电子运动状态的描述最详尽,下列各组表述