核外电子分层排布的原子结构模型课件

第一章原子结构与性质

第一章原子结构与性质

11、原子的认识过程古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒1、原子的认识过程古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神21803年道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体1803年道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体31897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子1897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正41911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型51913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型（行星模型）1913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型（66．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础—电子云模型6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学7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8一、开天辟地──原子的诞生1、现代大爆炸宇宙学理论其他元素原子核的熔合反应大量氢少量氦极少量锂约2h后宇宙大爆炸诞生于2、氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。第一节原子结构一、开天辟地──原子的诞生1、现代大爆炸宇宙学理论其他元素原9原子的结构原子原子核核外电子质子中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数原子的结构原子原子核核外电子质子中子核电荷数=核内质子数10(1)、如图，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即电子层。二、能层与能级1.能层：(1)、如图，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的11思考：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？从K至Q，能层离核越远，能层能量越高。2n2（2）能层的表示方法：思考：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12规定：任一能层的能级总是从s能级开始，依次称p、d、f能级……在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级。2、能级:规定：任一能层的能级总是从s能级开始，在多电子原子中，同13能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026①每一能层中能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。④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。③各能级所在能层的取值ns→n≥1；np→n≥2；nd→n≥3；······2818322n2能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4141、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能级符号错误的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB3、下列各电子能层中，不包含d能级的是（）A、N能层B、M能层C、L能层D、K能层CD1、以下能级符号正确的是（）2、若n=3，以下能15问题探究

根据已有知识，试写出K原子原子结构示意图？答案一：

+19289+192881答案二：

16问题探究根据已有知识，试写出K原子原子16三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充1776543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

电

子

填

充

顺

序

图构造原理：

1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

规律

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d7p18存在着能级交错76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p518各能层能级能量关系19各能层能级能量关系1919核外电子分层排布的原子结构模型课件20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

ns＜np＜nd＜nf1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4dns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np(n为能层序数)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212.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN注意：按能层次序书写，按构造原理充入电子。用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。2.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级22写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Si、P21Sc、25Mn、27Co、36Kr写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Si、P21Sc23教材P7简化电子排布式[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为如：Na：1s22s22p63s1试写出8号、14号、26号元素的简化排布式？［稀有气体元素符号］+外围电子该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构O：[He]2s22p4

Si：[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2教材P7简化电子排布式[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀241、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（）A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、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(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（）A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB4、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____________第3周期，第VIA族1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的251.下列各原子的电子排布正确的是

A.Be1s22s12p1B.C1s22s22p2

C.He1s12s1D.Cl1s22s22p63s23p5BD1.下列各原子的电子排布正确的是BD262．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Al1s22s22p63s23p1

B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6

D.Si1s22s22p2

D2．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）D27四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态.2.基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为激发态原子。释放能量基态原子激发态原子吸收能量四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理:28碳原子吸收能量后由基态变为激发态当然也可以从激发态回到基态（放热）同一能级上的电子的能量相同碳原子吸收能量后由基态变为激发态当然也可以从激发态回到基态（29下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的30可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量表现为光的形式用光谱仪摄取得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析不同元素的31原子光谱图原子光谱图32锂、氦、汞的原子光谱图锂、氦、汞的原子光谱图331、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s22p63s23p63d54s1属于激发态；3）1s22s22p63d1属于激发态；4）1s22s22p63p1属于基态；课堂练习xx√x1、判断下列表达是正确还是错误课堂练习xx√x341、核外电子运动的特点：①__________②____________③_________________因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述，只能用______的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定某个时刻的电子会在哪里？___________________________。

质量极小

运动空间极小

极高速运动

统计只知它在原子核外各处出现的概率五、电子云与原子轨道1、核外电子运动的特点：质量极小运动空间极小极高速运动35核外电子分层排布的原子结构模型课件36电子云：电子在核外出现的概率图。描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。小黑点密度大的地方说明电子出现的机会多，而小黑点密度小的地方说明电子出现的机会少。2、核外电子运动状态的描述电子云：电子在核外出现的概率图。2、核外电子运动状态的描述37S能级的原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.3、原子轨道------把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。S能级的原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.3、原子轨道-38S的原子轨道是________形的，能层序数越大，原子轨道的________。半径越大

球不同的轨道上电子的形状S的原子轨道是________形的，能层序数越大，原子39

P的原子轨道是________形的，每个P能级有_______个轨道，它们互相垂直，分别以_____、______、_______为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而_____。

哑铃

3PxPyPz增大P的原子轨道是________形的，每个P能级有___40原子轨道能量高低有如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量高低：ns<np<nd<nf（2）形状相同的原子轨道能量高低：1s<2s<3s<4s……（3）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：2Px=2Py=2Pz(简并轨道）说明：说明：41六、原子核外电子排布规律③最外层最多只能容纳8个电子（氦原子是2个）；④次外层最多只能容纳18个电子；⑤倒数第三层最多只能容纳32个电子；②

每个能层最多只能容纳2n2电子。①

核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能层。六、原子核外电子排布规律③最外层最多只能容纳8个电子（氦42核外电子排布的原则1、能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。(2)泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋方向不同的电子。如2s轨道上的电子排布为 ，不能为核外电子分层排布的原子结构模型课件43(3)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，且自旋方向相同，这样整个原子的能量最低。如2p3的电子排布为 ，不能为(4)洪特规则的特例：有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。

(3)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44核外电子分层排布的原子结构模型课件45（1）Al：1s22s22p63s13p2

（2）Cl：1s22s22p63s23p5（3）S：1s22s22p63s33p3

（4）K：1s22s22p63s23p63d1(5)24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2判断:下列原子的电子排布式是否正确；如不正确，说明它违反了什么原理？（1）Al：1s22s22p63s13p2判断:下列原子的463、电子排布图

将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子分布的式子称为电子排布图。

例：写出O原子的电子排布图O原子的电子排布式：1s

2s

2p1s22s22p43、电子排布图例：写出O原子的电子排布图O原子的电子排47原子结构的表示方法原子结构示意图电子排布式O原子：1s22s22p4电子排布图1s

2s

2pO原子原子结构的表示方法原子结构示意图电子排布式O原子：148练习1．下列电子排布图表示最低能量状态的氮原子的是()B练习1．下列电子排布图表示最低能量状态的氮原子的是()B49练习2 (2011·青岛高二期末)按要求填空。(1)11Na的电子排布式____________________。(2)20Ca的价电子排布式____________________。(3)35Br－的离子结构示意图____________________。(4)7N的电子排布图____________________。核外电子分层排布的原子结构模型课件503、基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有（）A．1种B．2种C．3种D．8种3、基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有（）514、若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子B．该元素原子核外共有5个电子层C．该元素原子的M能层共有8个电子D．该元素原子最外层共有3个电子4、若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s252

第一章原子结构与性质

第一章原子结构与性质

531、原子的认识过程古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒1、原子的认识过程古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神541803年道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体1803年道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体551897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子1897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正561911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型571913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型（行星模型）1913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型（586．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础—电子云模型6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学59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60一、开天辟地──原子的诞生1、现代大爆炸宇宙学理论其他元素原子核的熔合反应大量氢少量氦极少量锂约2h后宇宙大爆炸诞生于2、氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。第一节原子结构一、开天辟地──原子的诞生1、现代大爆炸宇宙学理论其他元素原61原子的结构原子原子核核外电子质子中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数原子的结构原子原子核核外电子质子中子核电荷数=核内质子数62(1)、如图，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即电子层。二、能层与能级1.能层：(1)、如图，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的63思考：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？从K至Q，能层离核越远，能层能量越高。2n2（2）能层的表示方法：思考：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64规定：任一能层的能级总是从s能级开始，依次称p、d、f能级……在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级。2、能级:规定：任一能层的能级总是从s能级开始，在多电子原子中，同65能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5d226261026141026①每一能层中能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)②任一能层的能级总从s能级开始，能级数=能层序数。④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。③各能级所在能层的取值ns→n≥1；np→n≥2；nd→n≥3；······2818322n2能层KLMNO能级…最多容纳电子…1s2s2p3s3p3d4661、以下能级符号正确的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p2、若n=3，以下能级符号错误的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB3、下列各电子能层中，不包含d能级的是（）A、N能层B、M能层C、L能层D、K能层CD1、以下能级符号正确的是（）2、若n=3，以下能67问题探究

根据已有知识，试写出K原子原子结构示意图？答案一：

+19289+192881答案二：

68问题探究根据已有知识，试写出K原子原子68三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充6976543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核

外

电

子

填

充

顺

序

图构造原理：

1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；

规律

5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d7p70存在着能级交错76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p570各能层能级能量关系71各能层能级能量关系1971核外电子分层排布的原子结构模型课件72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

ns＜np＜nd＜nf1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4dns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np(n为能层序数)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732.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级上排布的电子数能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN注意：按能层次序书写，按构造原理充入电子。用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。2.电子排布式：Na：1s22s22p63s1能层序数该能级74写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Si、P21Sc、25Mn、27Co、36Kr写出下列元素原子的电子排布式：C、O、Si、P21Sc75教材P7简化电子排布式[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同简化为如：Na：1s22s22p63s1试写出8号、14号、26号元素的简化排布式？［稀有气体元素符号］+外围电子该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构O：[He]2s22p4

Si：[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2教材P7简化电子排布式[Ne]3s1表示钠的内层电子排布与稀761、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的有（）A．Sc3+B．Mg2+C．Cl-D．Br-

2、下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BAC3、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(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（）A．E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)C．E(5s)＞E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)＞E(3d)AB4、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____________第3周期，第VIA族1、下列粒子中，电子排布式为1s22s22p63s23p6的771.下列各原子的电子排布正确的是

A.Be1s22s12p1B.C1s22s22p2

C.He1s12s1D.Cl1s22s22p63s23p5BD1.下列各原子的电子排布正确的是BD782．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Al1s22s22p63s23p1

B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6

D.Si1s22s22p2

D2．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）D79四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态.2.基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为激发态原子。释放能量基态原子激发态原子吸收能量四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理:80碳原子吸收能量后由基态变为激发态当然也可以从激发态回到基态（放热）同一能级上的电子的能量相同碳原子吸收能量后由基态变为激发态当然也可以从激发态回到基态（81下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的82可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量表现为光的形式用光谱仪摄取得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析不同元素的83原子光谱图原子光谱图84锂、氦、汞的原子光谱图锂、氦、汞的原子光谱图851、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s22p63s23p63d54s1属于激发态；3）1s22s22p63d1属于激发态；4）1s22s22p63p1属于基态；课堂练习xx√x1、判断下列表达是正确还是错误课堂练习xx√x861、核外电子运动的特点：①__________②____________③_________________因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述，只能用______的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定某个时刻的电子会在哪里？___________________________。

质量极小

运动空间极小

极高速运动

统计只知它在原子核外各处出现的概率五、电子云与原子轨道1、核外电子运动的特点：质量极小运动空间极小极高速运动87核外电子分层排布的原子结构模型课件88电子云：电子在核外出现的概率图。描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。小黑点密度大的地方说明电子出现的机会多，而小黑点密度小的地方说明电子出现的机会少。2、核外电子运动状态的描述电子云：电子在核外出现的概率图。2、核外电子运动状态的描述89S能级的原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.3、原子轨道------把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。S能级的原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.3、原子轨道-90S的原子轨道是________形的，能层序数越大，原子轨道的________。半径越大

球不同的轨道上电子的形状S的原子轨道是________形的，能层序数越大，原子91

P的原子轨道是________形的，每个P能级有_______个轨道，它们互相垂直，分别以_____、______、_______为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而_____。

哑铃

3PxPyPz增大P的原子轨道是________形的，每个P能级有___92原子轨道能量高低有如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量高低：ns<np<nd<nf（2）形状相同的原子轨道能量高低：1s<2s<3s<4s……（3）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：2Px=2Py=2Pz(简并轨道）说明：说明：93六、原子核外电子排布规律③最外层最多只能容纳8个电子（氦原子是2个）；④次外层最多只能容纳18个电子；⑤倒数第三层最多只能容纳32个电子；②

每个能层最多只能容纳2n2电子。①

核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的能层。六、原子核外电子排布规律③最外层最多只能容纳8个电子（氦94核外电子排布的原则1、能量最低原理：原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。(2)泡利原理：每个原子轨道