1.1 原子结构(上海 高三)ppt课件

1、11.1 1.1 原子结构原子结构2一、原子的构成一、原子的构成原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子(1)(1)原子很小，原子核更小原子很小，原子核更小(2)(2)原子的质量几乎都集中在原子核上原子的质量几乎都集中在原子核上(3)(3)原子：核电荷数核内质子数原子序数原子：核电荷数核内质子数原子序数 原子核外电子数原子核外电子数(4)(4)质量数质量数(A)(A)质子数质子数(Z)+(Z)+中子数中子数(N)(N)(5)(5)元素符号角标的意义：元素符号角标的意义：aXAZbc3二、元素、同位素、核素二、元素、同位素、核素元素：具有相同核电荷数元素：具有相同核电荷数( (即质子

2、数即质子数) )的同一的同一 类原子的总称类原子的总称同位素：具有相同质子数、不同中子数的同同位素：具有相同质子数、不同中子数的同 种元素的原子互称同位素种元素的原子互称同位素核素：具有相同质子数和相同中子数的原子核素：具有相同质子数和相同中子数的原子 即同一元素的不同核素之间互称同位素即同一元素的不同核素之间互称同位素4元素、核素和同位素间关系元素、核素和同位素间关系元素元素（质子数相同）互为同位素（质子数相同）互为同位素核素核素核素核素5例例1 1、中国科学技术名词审定委员会已确定第、中国科学技术名词审定委员会已确定第116116号元素号元素LvLv的名称为鉝。关于的名称为鉝。关于 293

3、293116116LvLv的的叙述错误的是叙述错误的是A A原子序数原子序数116116 B B中子数中子数177177C C核外电子数核外电子数116116 D D相对原子质量相对原子质量293293D6例例2 2、“玉兔玉兔”号月球车用号月球车用 作为热源材料。作为热源材料。下列关于下列关于 的说法正确的是的说法正确的是 A. A. 与与 互为同位素互为同位素 B. B. 与与 互为同素异形体互为同素异形体 C. C. 与与 具有完全相同的化学性质具有完全相同的化学性质 D. D. 与与 具有相同的最外层电子数具有相同的最外层电子数D94238PU94238PU92238U94238PU9

4、4239PU94238PU94238PU94238PU92238U94239PU7例例3 3、230230ThTh和和232232ThTh是钍的两种同位素，是钍的两种同位素，232232ThTh可以转化成可以转化成233233U U。下列有关。下列有关ThTh的说法正确的是的说法正确的是Th Th 元素的质量数是元素的质量数是232 232 Th Th 元素的相对原子质量是元素的相对原子质量是231231C. C. 232232Th Th 转换成转换成233233U U是化学变化是化学变化 D. D. 230230ThTh和和232232ThTh的化学性质相同的化学性质相同D8例例4 4、下列

5、各组中两种微粒所含电子数不相等的是、下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是 A. H A. H3 3O O+ + 和和OHOH- - B.CO B.CO和和N N2 2 C. HNO C. HNO2 2和和 NO NO2 2- - D.CH D.CH3 3+ +和和NHNH4 4+ +D9三、元素的相对原子质量三、元素的相对原子质量(1)(1)同位素同位素( (即原子即原子) )的相对原子质量的相对原子质量(M)(M) 采用采用1212C C原子质量的原子质量的1/121/12作为基准，作为基准， 其它同位素原子的质量与之相比。其它同位素原子的质量与之相比。 无单位无单位 计算方法：计算方法：

6、原子的质量原子的质量N NA A( (数值上数值上) ) 原子的质量原子的质量1212C C的原子质量的原子质量(1/12)(1/12)10(2)(2)元素的相对原子质量元素的相对原子质量(Ar)(Ar) 该元素所含各种同位素相对原子质量该元素所含各种同位素相对原子质量 按其丰度计算的平均值。按其丰度计算的平均值。 无单位无单位 计算方法：计算方法： Ar =Ar = M M1 1a%a% + + M M2 2b% + b% + 11(3)(3)同位素同位素( (即原子即原子) )的近似相对原子质量的近似相对原子质量 数值上近似地等于质量数。数值上近似地等于质量数。 无单位无单位(4)(4)元

7、素的近似的相对原子质量元素的近似的相对原子质量(Ar(Ar) ) 该元素所含各种同位素的质量数按该元素所含各种同位素的质量数按 其丰度计算的平均值。其丰度计算的平均值。 无单位无单位 计算方法：计算方法： ArAr= = A A1 1a%a% + + A A2 2b% + b% + 12例例5 5、元素周期表中铋元素的数据见右图，、元素周期表中铋元素的数据见右图，下列说法正确的是下列说法正确的是A ABiBi元素的质量数是元素的质量数是209209B BBiBi元素的相对原子质量是元素的相对原子质量是209.0209.0C CBiBi原子原子6p6p亚层有一个未成对电子亚层有一个未成对电子D

8、DBiBi原子最外层有原子最外层有5 5个能量相同的电子个能量相同的电子B83Bi铋6s26p3209.013例例6.6.硼有两种天然同位素硼有两种天然同位素1010B B、1111B B，硼元素，硼元素 的近似相对原子质量为的近似相对原子质量为10.80,10.80,则对硼则对硼 元素中元素中1010B B的质量分数判断正确的是的质量分数判断正确的是 (A)20% (B) (A)20% (B)略大于略大于20% 20% (C) (C)略小于略小于20% (D)80%20% (D)80%C14例例7.7.某元素的原子可构成三种双原子分子，某元素的原子可构成三种双原子分子， 已知这三种分子的相对

9、分子质量分别已知这三种分子的相对分子质量分别 为为7070、7272、7474，则该元素有，则该元素有 种同位种同位 素，质量数分别为素，质量数分别为 、 。若已知该。若已知该 元素的质子数为元素的质子数为1717，且三种分子个数，且三种分子个数 比为比为9 96 61 1，则该元素中质量数最小，则该元素中质量数最小 的原子百分数为的原子百分数为 。15例例8.8.氯元素有氯元素有3535ClCl和和3737ClCl两种稳定的同位素，两种稳定的同位素， 它们在氯气中的原子数之比为它们在氯气中的原子数之比为 3535ClCl3737Cl= 3Cl= 31 1，则分子量为，则分子量为7070、72

10、72、 7474的氯气分子数之比可能是的氯气分子数之比可能是 (A)5(A)52 21 1 (B)5(B)52 22 2 (C)9(C)93 31 1 (D)9(D)93 32 2 AD16例例9.9.设某氯原子的质量为设某氯原子的质量为a ag g，1212C C原子的质量原子的质量 为为b bg g, ,用用N NA A表示阿伏加德罗常数的值表示阿伏加德罗常数的值, ,则则 下列说法中正确的是下列说法中正确的是(A)(A)氯元素的相对原子质量为氯元素的相对原子质量为12a/b12a/b(B)m(B)mg g该氯原子的物质的量为该氯原子的物质的量为m/aNm/aNA A molmol(C)(

11、C)该氯原子的摩尔质量为该氯原子的摩尔质量为aNaNA A g g(D)n(D)ng g该氯原子所含有的电子数是该氯原子所含有的电子数是17n/a 17n/a BD17四、核外电子排布规律四、核外电子排布规律1.1.电子云电子云用统计的方法对原子核外空用统计的方法对原子核外空 间不同位置上电子出现机会间不同位置上电子出现机会 多少的一种形象化表示多少的一种形象化表示 * * 氢原子电子云的形状如何氢原子电子云的形状如何? ?* * 电子云中小黑点的疏密所表示的意义？电子云中小黑点的疏密所表示的意义？182.2.核外电子的运动状态核外电子的运动状态(1)(1)电子层电子层电子层序数电子层序数(n

12、)(n)1 12 23 34 45 56 67 7电子层符号电子层符号K KL LM MN NO OP PQ Q电子能量电子能量 低低 高高电子离核距离电子离核距离 近近 远远19(2)(2)电子亚层电子亚层电子层序数电子层序数(n)(n)1 12 23 34 4电子亚层数电子亚层数1 12 23 34 4电子亚层符号电子亚层符号1s1s2s2s、2p2p3s3s、3p3p、3d3d4s4s、4p4p、4d4d、4f4f20(3)(3)电子云的伸展方向电子云的伸展方向s s电子云电子云球形对称，只有一种伸展方向，即球形对称，只有一种伸展方向，即 一个轨道一个轨道 p p电子云电子云纺锤形，在空

13、间有三种相互垂直的纺锤形，在空间有三种相互垂直的 伸展方向伸展方向(p(px x、p py y、p pz z) )，即三个轨道，即三个轨道21* * 轨道：轨道： 在一定电子层上具有一定形状和一定伸在一定电子层上具有一定形状和一定伸 展方向的电子云所占据的空间称为轨道。展方向的电子云所占据的空间称为轨道。(4)(4)电子自旋电子自旋 两种状态的表示：两种状态的表示：“”“”“”22(4)(4)电子自旋电子自旋 两种状态的表示：两种状态的表示：“”“”“”23电子层序数电子层序数(n)(n)1 12 23 34 4电子亚层数电子亚层数电子亚层符号电子亚层符号各亚层中的轨道数各亚层中的轨道数电子层

14、中最多轨道数电子层中最多轨道数电子层中最多电子数电子层中最多电子数1-4电子层电子运动状态规律小结：24能量比较：能量比较：(1)(1)同一电子层、同一电子亚层同一电子层、同一电子亚层( (轨道轨道) )上的电上的电 子能量相同；如子能量相同；如E2pE2px x = E2p= E2py y = E2p= E2pz z(2)(2)同一电子层、不同电子亚层上的电子能量：同一电子层、不同电子亚层上的电子能量： 4f 4d 4p 4s 4f 4d 4p 4s；(3)(3)不同电子层、相同电子亚层，不同电子层、相同电子亚层，n n越大，电子越大，电子 能量越高；如能量越高；如E4s E3s E2s E

15、1sE4s E3s E2s E1s(4)(4)电子的能量决定于几个方面？电子的能量决定于几个方面？ 轨道决定于几个方面？轨道决定于几个方面？ 核外电子运动的状态决定于几个方面？核外电子运动的状态决定于几个方面？25五、原子核外电子排布规律五、原子核外电子排布规律1.1.能量最低能量最低n=7n=6n=5n=4n=3n=2n=12.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 3.3.洪特规则洪特规则 264.4.小结：核外电子排布的几种表示方法小结：核外电子排布的几种表示方法(1)(1)原子或离子结构示意图原子或离子结构示意图(2)(2)核外电子排布式核外电子排布式(3)(3)价电子排布价电子排布 最外层

16、电子排布主族元素最外层电子排布主族元素 外围电子层排布过渡元素外围电子层排布过渡元素(4)(4)轨道表示式轨道表示式(5)(5)电子式电子式( (主族元素主族元素) )27例例1010：1414SiSi原子中核外电子数、最外层电子原子中核外电子数、最外层电子 数、电子占有的轨道数、未成对电子数、电子占有的轨道数、未成对电子 数、已成对电子数、价电子数、数、已成对电子数、价电子数、3p3p上的上的 空轨道数分别是多少？空轨道数分别是多少？28 原子核中无中子的原子：原子核中无中子的原子：_ 最外层有最外层有1 1个电子的原子：个电子的原子：_ 最外层有最外层有2 2个电子的原子：个电子的原子：_

17、 最外层电子数等于次外层电子数的原子：最外层电子数等于次外层电子数的原子：_ 最外层电子数是次外层电子数最外层电子数是次外层电子数2 2倍的原子：倍的原子：_ 最外层电子数是次外层电子数最外层电子数是次外层电子数3 3倍的原子：倍的原子：_ 最外层电子数是次外层电子数最外层电子数是次外层电子数4 4倍的原子：倍的原子：_ 电子层数与最外层电子数相等的原子：电子层数与最外层电子数相等的原子：_ 电子总数为最外层电子数电子总数为最外层电子数2 2倍的原子：倍的原子：_ 次外层电子数是最外层电子数次外层电子数是最外层电子数2 2倍的原子：倍的原子：_ _ 内层电子数是最外层电子数内层电子数是最外层电

18、子数2 2倍的原子：倍的原子：_H HH H、LiLi、NaNaHeHe、BeBe、MgMgBeBe、ArArC CO ONeNeH H、BeBe、AlAlBeBeLiLi、SiSiLiLi、P P 前前1818号元素的原子结构的特殊性号元素的原子结构的特殊性29例例11.11. “同一原子中没有能量完全相同的电同一原子中没有能量完全相同的电 子子”对吗？对吗？ 试确定核外电子排布为试确定核外电子排布为1s1s2 22s2s2 22p2p6 6的简的简 单微粒为何种元素？单微粒为何种元素？ 写出核外电子分别为写出核外电子分别为2 2个电子、个电子、1010个个 电子、电子、1818个电子的阴离

19、子、阳离子和个电子的阴离子、阳离子和 分子的微粒。分子的微粒。30常见等电子微粒常见等电子微粒归纳归纳16e微粒：微粒：2e微粒：微粒：10e微粒：微粒：18e微粒：微粒：14e微粒：微粒：31例例12.12.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 A：He BHe B C C1s1s2 2 D D D32例例13.13.下列有关物质结构的表述正确的是下列有关物质结构的表述正确的是A A次氯酸的电子式次氯酸的电子式 B B二氧化硅的分子式二氧化硅的分子式 C C硫原子的最外层电子排布式硫原子的最外层电子排布式

20、D D钠离子的结构示意图钠离子的结构示意图 SiO23s23p428111C33例例14.14.下列四种微粒中下列四种微粒中, ,不能破坏水的电离不能破坏水的电离 平衡的是平衡的是(A)X(A)X2-2- 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6 (B)Y 1s (B)Y 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1(C)Z(C)Z3+3+ 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 (D)W (D)W- - 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6例例15.15.若若A A元素原子的最外层电子结构为元素原子的最外层电子

21、结构为nsns2 2, , 则下列判断正确的是则下列判断正确的是(A)A(A)A一定是金属元素一定是金属元素 (B)A(B)A一定是一定是AA族元素族元素(C)A(C)A的最高正价是的最高正价是+2+2价价 (D)A(D)A不易形成负价不易形成负价DD34例例16.16.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是A A2p2p轨道上只有一个空轨道的轨道上只有一个空轨道的X X原子与原子与3p3p轨道上只有一个空轨道的轨道上只有一个空轨道的Y Y原子原子 B B原子核外原子核外M M层上仅有两个电子的层上仅有两个电子的X X原子与原子核外原子与原子核外N N

22、层上仅有两个电子的层上仅有两个电子的Y Y原子原子 C C原子核外电子排布式为原子核外电子排布式为1s1s2 2的的X X原子与原子核外电子排布式为原子与原子核外电子排布式为1s1s2 22s2s2 2的的Y Y原子原子 D D最外层都只有一个电子的最外层都只有一个电子的X X、Y Y原子原子A353637核外电子排布规律：核外电子排布规律：（1）能量最低原理：）能量最低原理：电子先排布在能量较低的轨道上。电子先排布在能量较低的轨道上。（2）每层每层2n2个。个。最外层最外层 8个（个（K层时层时2个）个）次外层次外层 18个，倒数第三层个，倒数第三层 3238（1 1）电子分层排布的依据是什

23、么？）电子分层排布的依据是什么？（2 2）在多电子原子中，每一层上的电子能）在多电子原子中，每一层上的电子能 量一样吗？运动区域的形状一样吗？量一样吗？运动区域的形状一样吗？（3 3）为什么每个电子层所能容纳的电子数）为什么每个电子层所能容纳的电子数 最多为最多为2n2n2 2（n n为电子层数）？为电子层数）？思考：思考：391、电子层（又称能层）、电子层（又称能层）分层依据：能量的较大差别；分层依据：能量的较大差别；电子运动的主要区域或离核远近的不同。电子运动的主要区域或离核远近的不同。电子层序数（电子层序数（n）1234567符号符号KLMNOPQ离核越来越远，能量越来越高离核越来越远，

24、能量越来越高402、原子轨道、原子轨道电子亚层电子亚层 处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。轨道的类型不同，轨道的形状也不同。轨道的类型不同，轨道的形状也不同。用用s s、p p、d d、f f分别表示不同形状的轨道。分别表示不同形状的轨道。41s s轨道：球形轨道：球形42p p轨道：纺锤形轨道：纺锤形43d d原子轨道是花瓣形的；原子轨道是花瓣形的；f f轨道形状更复杂。轨道形状更复杂。44原子轨道的表示方法：原子轨道的表示方法：第第4电子层：电子层：4s，4p，4d，4f表示为表示为ns，np，n

25、d，nf等。等。第第1电子层：电子层：1s。第第2电子层：电子层：2s，2p。第第3电子层：电子层：3s，3p，3d。原子轨道种类数与电子层序数相等，即原子轨道种类数与电子层序数相等，即n n层有层有n n种轨道。种轨道。第第5电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。45只有只有1个轨道，个轨道，1个伸展方向，可容纳个伸展方向，可容纳2个电子。个电子。3、轨道的伸展方向、轨道的伸展方向46p轨道在空间有轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，个伸展方向，所以所以p轨道含轨道含3个轨道，可容纳个轨道，可容纳6个电子个电子分别记作：分别记作：px、py、pz。4

26、7d轨道有轨道有5个伸展方向，个伸展方向，有有5个轨道，可容纳个轨道，可容纳10个电子；个电子；f轨道有轨道有7个伸展方向，个伸展方向，有有7个轨道，可容纳个轨道，可容纳14个电子。个电子。48电子层电子层原子轨原子轨道类型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目电子数目1 11s1s2 22s2s，2p2p3 33s3s，3p3p，3d3d4 44s4s，4p4p，4d4d，4f4fn n1 12 24 48 89 9181816163232n n2 22n2n2 2总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数49各原子轨道的

27、能量高低：各原子轨道的能量高低：电子层和形状相同的原子轨道的能量相电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。轨道的能量相等。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：ns np nd nf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高低：1s 2s 3s 4s2px2py2pz50原子核外电子还有一种称为原子核外电子还有一种称为“自旋自旋”的运动。的运动。 “” “”、“”“”来表示来表示这两种不同的自旋状态。这两种不同的自旋状态。4、电子自旋、电子自旋511、下列轨道含有轨道数目为、下列轨道含有轨道数目为3的是的是 A

28、、1s B、2p C、3p D、4d 3、第三电子层含有的轨道数为、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7 D、 9 2、3d轨道中最多容纳电子数为轨道中最多容纳电子数为 A、2 B、10 C、14 D、184、第二电子层最多含有的电子数是、第二电子层最多含有的电子数是 A、2 B、4 C、 8 D、10 BC课堂练习课堂练习BDC521 1原子核外电子排布原则原子核外电子排布原则三、原子核外电子的排布三、原子核外电子的排布（3 3）洪特规则。原子核外电子在能量相同的各个）洪特规则。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道，轨道上排布时电子尽可能分占

29、不同的原子轨道， 自旋状态相同，自旋状态相同， 全满、半满、全空时能量最低。全满、半满、全空时能量最低。（2 2）泡利不相容原理。每个原子轨道上最多只能）泡利不相容原理。每个原子轨道上最多只能 容纳两个自旋状态不同的电子。容纳两个自旋状态不同的电子。（1 1）能量最低原理。原子核外电子先占有能量低的）能量最低原理。原子核外电子先占有能量低的 轨道然后依次进入能量较高的轨道。轨道然后依次进入能量较高的轨道。532原子的电子排布式和轨道表示式原子的电子排布式和轨道表示式Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、ArK、Ca、Cr、Fe、Cu（1）电子排布式）电子排布式54练习练习:画出下列元素的轨道表

30、示式画出下列元素的轨道表示式:（2）轨道排布式）轨道排布式Li、Be、B、C、N、O、F、Ne55(3)(3)原子外围电子排布式：原子外围电子排布式：原子实：将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成原子实：将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成“原子实原子实”，以稀有气，以稀有气体的元素符号外加方括号表示。体的元素符号外加方括号表示。在化学反应中，原子外围电子发生变化，而在化学反应中，原子外围电子发生变化，而“原子实原子实”不受影响。不受影响。也可以省去也可以省去“原子实原子实”，直接写出原子外围电子排布式。，直接写出原子外围电子排布式。56练习练习: :写出下列元素的原子实表示式写出下列元素的

31、原子实表示式: :Na：S：Ca:作业作业: :画画出出118号号元素元素、Cr、Fe、Cu的电子排布式和轨道表示式。的电子排布式和轨道表示式。57原子的发射与吸收光谱原子的发射与吸收光谱低能量轨道电子低能量轨道电子吸收能量吸收能量高能量轨道电子高能量轨道电子原子吸收光谱原子吸收光谱低能量轨道电子低能量轨道电子吸收能量吸收能量原子发射光谱原子发射光谱581、 下列关于核外电子的描述中，正确的是下列关于核外电子的描述中，正确的是A电子云图中一个小黑点表示一个电子电子云图中一个小黑点表示一个电子B电子式中元素符号周围的小黑点数表示电子式中元素符号周围的小黑点数表示 核外电子总数核外电子总数Cs电子在电子在s电子云的球形空间内做规则运动电子云的球形空间内做规则运动D核外电子的能量大小主要是由电子层和核外电子的能量大小主要是由电子层和 电子亚层决定电子亚层决定 课堂练习课堂练习D592、元