395专题一揭示物质结构的奥秘

1、专题一专题一揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的奥秘人类探索物质结构的历史人类探索物质结构的历史研究物质结构的意义研究物质结构的意义 思考思考 确立了元素周期确立了元素周期律，排出了第一张元素律，排出了第一张元素周期表的化学家是俄国周期表的化学家是俄国的的门捷列夫门捷列夫 资料资料 1919世纪中叶，世界上已经发世纪中叶，世界上已经发现六十多种元素，这些元素有的闪现六十多种元素，这些元素有的闪闪发光，有的点燃发出耀眼的光芒，闪发光，有的点燃发出耀眼的光芒，有的点燃会爆炸。从表面上看彼此有的点燃会爆炸。从表面上看彼此没有什么关联。然而门捷列夫没有什么关联。然而门捷列夫对这些看来完全无关的元对这些看来

2、完全无关的元素进行了大量的研究工作，素进行了大量的研究工作，按照元素原子量的大按照元素原子量的大小依次排列，找到了元素的物理小依次排列，找到了元素的物理和化学性质周期性变化的规律，和化学性质周期性变化的规律，定名为定名为“化学元素周期律化学元素周期律”。周。周期律的发现，使他誉满全球，赢期律的发现，使他誉满全球，赢得了十九世纪最伟大化学家的称得了十九世纪最伟大化学家的称号。号。门捷列夫从门捷列夫从18491849年中学年中学毕业时，开始搜集资料。毕业时，开始搜集资料。曾对拉瓦锡的曾对拉瓦锡的“周周期表期表”，德贝莱纳的，德贝莱纳的“三素组三素组”，纽兰兹的纽兰兹的“八音律八音律”进行了深入进行

3、了深入的探讨和研究。的探讨和研究。18691869年，他把发年，他把发现的现的6363种元素的资料，全部收集种元素的资料，全部收集起来，根据其名称、性质、原子起来，根据其名称、性质、原子量等一一制作成卡片。量等一一制作成卡片。为了探求它们之间的规为了探求它们之间的规律，无数次的排列组合，律，无数次的排列组合，曾连续几个昼夜工曾连续几个昼夜工作。因过度疲劳，一天，他在办作。因过度疲劳，一天，他在办公桌前入睡，梦中日思夜虑的元公桌前入睡，梦中日思夜虑的元素周期表出现了，醒后他立即记素周期表出现了，醒后他立即记录下来。从此元素周期律的具体录下来。从此元素周期律的具体表现形式表现形式元素周期表就诞生元

4、素周期表就诞生了。了。一、人类探索物质结构一、人类探索物质结构的历史的历史原子结构的演变原子结构的演变道尔顿道尔顿原子结构模型原子结构模型*英国科学家道尔顿，提出了英国科学家道尔顿，提出了原子学说原子学说认为：物质是由原子组成的，同种物质，认为：物质是由原子组成的，同种物质，同种原子；原子是实心球体，不能被创同种原子；原子是实心球体，不能被创造，不能被毁灭；在化学变化中原子不造，不能被毁灭；在化学变化中原子不可再分割，它们的性质在化学反应中保可再分割，它们的性质在化学反应中保持不变。持不变。 你认为他的观点正确吗？请分析：你认为他的观点正确吗？请分析：一、人类探索物质结构一、人类探索物质结构的

5、历史的历史原子结构的演变原子结构的演变道尔顿道尔顿原子结构模型原子结构模型*原子结构的演变原子结构的演变道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟卢瑟福福玻尔玻尔原子结构模型原子结构模型*原子结构模型发生演变的历史说明了：原子结构模型发生演变的历史说明了：自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的 练习练习 画出下列微粒的画出下列微粒的 原子结构示意图原子结构示意图alal原子的原子结构示意图：原子的原子结构示意图：氯离子的原子结构示意图：氯离子的原子结构示意图：构成原子的微粒类型及其性质构成原子的微粒类型及其性质构成原子的构成原子的微粒微粒电子电子原子核原子核质子质子

6、中子中子电性和电量电性和电量质量质量/kg/kg相对质量相对质量1/18361/18361.0071.0071.0081.008一个电子带一个电子带一个单位的一个单位的负电荷负电荷一个质子带一个质子带一个单位的一个单位的正电荷正电荷不显电性不显电性9.119.111010-31-31 1.67 1.671010-27 -27 1.671.671010-27-27二、原子核外电子的运二、原子核外电子的运动特征动特征1 1、运动特征、运动特征 永不停息永不停息 运动空间小运动空间小 运动速度高，接近光速运动速度高，接近光速 没有运动轨迹，无法确定它的速度，没有运动轨迹，无法确定它的速度，无法指出它

7、在某时刻所处的位置，无法指出它在某时刻所处的位置， 只能用统计的方法来描述它在某区域内只能用统计的方法来描述它在某区域内出现机会的多少出现机会的多少+氢原子氢原子小黑点的意义：小黑点的意义：用小黑点的疏密来描述电子在核外某空间用小黑点的疏密来描述电子在核外某空间内出现机会的多少内出现机会的多少一个小黑点表示一个电子一个小黑点表示一个电子一个小黑点表示电子在这一个小黑点表示电子在这里出现过一次里出现过一次电子云：电子云：3 3、轨道、轨道 s s、p p、d d、f f表示表示pdfs种类种类 形状形状伸展方向伸展方向球形球形纺锤形纺锤形较较复复杂杂球形对称球形对称x、y、z 3个个 伸展方向伸

8、展方向5个伸展方向个伸展方向7个伸展方向个伸展方向轨道个数轨道个数1 13 35 57 74 4、轨道的表示方法：、轨道的表示方法：1s1s、 2s2s、 2p (2p2p (2px x 、2p2py y 、2p2pz z) ) 、 3d3d5 5、轨道能量的高低的比较：、轨道能量的高低的比较：相同电子层上的：相同电子层上的：形状相同的：形状相同的：电子层和形状都相同的：电子层和形状都相同的：nsnpndnfnsnpndnf1s2s3s4s1s2s3s4s能量相同能量相同 2p2ps s=2p=2py y =2p=2pz z6 6、自旋、自旋同一个轨道上的两个电子自旋相反，同一个轨道上的两个电

9、子自旋相反，用用,来表示两种不同的运动状态来表示两种不同的运动状态 练习练习 1 1、原子轨道分为种，分别用字母、原子轨道分为种，分别用字母 来表示，每种轨道依据伸展来表示，每种轨道依据伸展方向的不同又包含的轨道数目为方向的不同又包含的轨道数目为 2 2、比较下列轨道能量的高低、比较下列轨道能量的高低2s2s2p2p2s2s3s3s2p2px x2p2pz z4 4s s、p p、d d、f f1 1、3 3、5 5、7 7原子核外电子的排布原子核外电子的排布双基要求双基要求知道原子核外电子的能级分布知道原子核外电子的能级分布, ,能用电子能用电子排布式表示常见元素排布式表示常见元素(1-36

10、(1-36号号) )原子核外电原子核外电子的排布子的排布重难点重难点核外电子的排布规律核外电子的排布规律原子核外电子的能级分布原子核外电子的能级分布电子排布式电子排布式表示原子核外电子的排布表示原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布1 1、各电子层包含的原子轨道种类各电子层包含的原子轨道种类、原子轨道原子轨道数目数目、及各层上可容纳的、及各层上可容纳的最多电子数最多电子数电子层电子层 原子轨道类型原子轨道类型原子轨道原子轨道数目数目可容纳的可容纳的电子数电子数1 12 23 34 4n n1 14 49 91616n n2 22 28 8181832322n2n2 24

11、s4s，4p4p，4d4d，4f4f1s1s2s2s，2p2p3s3s，3p3p，3d3d2、核外电子排布的一般规律(1)核外电子总是尽量先排布在核外电子总是尽量先排布在 能量较低的电子层，然后由里向外，能量较低的电子层，然后由里向外， 依次排布在能量逐步升高的电子层依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最能量最低原理低原理)。(2)原子核外各电子层最多容纳原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。个电子。(3)原子最外层电子数目不能超过原子最外层电子数目不能超过8个个(k层层为最外层时不能超过为最外层时不能超过2个电子个电子)。(4)次外层电子数目不能超过次外层电子数目不能超过18个个(k层为次层

12、为次外层时不能超过外层时不能超过2个个)，倒数第三层电子数，倒数第三层电子数目不能超过目不能超过32个。个。 说明以上规律是互相联系的，不能孤立地理解以上规律是互相联系的，不能孤立地理解二、原子核外电子排布所遵二、原子核外电子排布所遵循的原理循的原理1 1、能量最低原理能量最低原理 原子核外电子先原子核外电子先占有能量低的轨占有能量低的轨道，然后再依次道，然后再依次进入能量较高的进入能量较高的轨道，这样使整轨道，这样使整个原子处于最低个原子处于最低的能量状态的能量状态1s1s2s2s5s5s3s3s3p3p6p6p2p2p3d3d5p5p4s4s4p4p4f4f4d4d6s6s5d5d5f5f

13、6d6d1 12 23 34 45 56 63 3、洪特规则洪特规则原子核外电子在能量相同的各个轨道上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轨排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低能量最低 注意注意 能量相同的轨道上形成全空能量相同的轨道上形成全空 （s s0 0，p p0 0,d,d0 0,f,f0 0),),半满（半满（s s1 1，p p3 3，d d5 5，f f7 7），），全满（全满（ s s2 2，p p6 6,d,d1010,f,f1414）时，原子能量较低，）时，原子能量较低，

14、稳定稳定2 2、泡利不相容原理泡利不相容原理每个原子轨道上最多只能容纳每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子两个自旋状态不同的电子二、原子核外电子排布的表示二、原子核外电子排布的表示1 1、电子排布式电子排布式 书写格式：书写格式： 轨道符号（带电子层数）轨道符号（带电子层数） 电子个数（轨道符号的右上角）电子个数（轨道符号的右上角）例：写出例：写出c c、nana、n n、mgmg的电子排布式的电子排布式原子实原子实 内层电子已达到稀有气体结构的部分写成内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实原子实”轨道框（一个轨道一个框，能量相同的轨道框（一个轨道一个框，能量相同的 轨道框连

15、在一起）轨道框连在一起） 框内标出电子及自旋状态（用框内标出电子及自旋状态（用表示）表示）框下标明相应的轨道符号框下标明相应的轨道符号2 2、轨道表示式轨道表示式例：例：写出写出c c、nana、n n、mgmg、fefe、的、的轨道表示式轨道表示式3 3、外围电子排布式：外围电子排布式：主族元素的外围电子就是其主族元素的外围电子就是其最外层电子，又称为价电子最外层电子，又称为价电子副族元素的外围电子除包括副族元素的外围电子除包括最外层电子外，还包括内层不最外层电子外，还包括内层不满轨道上的电子满轨道上的电子例：写出例：写出c c、nana、n n、mgmg、fefe、的外围电子、的外围电子表

16、示式表示式 作业作业 1 1、写出、写出136136号元素原子的电子排布式、号元素原子的电子排布式、外围电子排布式外围电子排布式2 2、写出、写出118118号元素原子的轨道排布式号元素原子的轨道排布式3 3、根据书写的电子排布式、外围电子排布、根据书写的电子排布式、外围电子排布式总结电子排布的一些规律式总结电子排布的一些规律1 1h: 1sh: 1s1 12 2he: 1she: 1s2 23 3li: 1sli: 1s2 22s2s1 14 4be: 1sbe: 1s2 22s2s2 25 5b: 1sb: 1s2 22s2s2 22p2p1 16 6c: 1sc: 1s2 22s2s2

17、22p2p2 27 7n: 1sn: 1s2 22s2s2 22p2p3 38 8o: 1so: 1s2 22s2s2 22p2p4 49 9f: 1sf: 1s2 22s2s2 22p2p5 51010ne: 1sne: 1s2 22s2s2 22p2p6 6电子排布式电子排布式 外围电子排布式外围电子排布式1s1s1 11s1s2 22s2s1 12s2s2 22s2s2 22p2p1 12s2s2 22p2p2 22s2s2 22p2p3 32s2s2 22p2p4 42s2s2 22p2p5 52s2s2 22p2p6 61111na: 1sna: 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 11212mg: 1smg: 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 21313al: 1sal: 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 11414si: 1ssi: 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p2 21515p: 1sp: 1s