第一节原子结构

第一章原子结构与性质第一节原子结构1、进一步认识原子核外电子的分层排布2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布

知识与技能过程与方法：情感和价值观：

复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。

充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。原子概念和原子结构模型演变简介1．公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。2．19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。道尔顿原子学说1、一切物质都是由不可见的、不可分割的原子组成，原子不可自生自灭2、同种类的原子在质量、形状和性质上完全相同，不同种类的原子则不同3、每一种物质都是由它自己的原子构成。单质是由简单原子组成，化合物是由复杂原子组成。复杂原子的质量等于组成它的简单原子的质量总和。3．1897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4．1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型5．1913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型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为基础—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人类探索物质结构的历史德谟克利特的古代原子学说道尔顿的近代原子学说（模型）汤姆生原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子模型电子云模型原子结构的衍变过程一、开天辟地—原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论——宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸大爆炸后约2小时，诞生了大量的H，少量的He和极少量的Li我们今天熟悉的各种元素（原子），都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学变化，分批分期合成而来的1、氢元素是宇宙中最丰富的元素。

2、宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年。

3、地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅有22种。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

1、

能层：按原子核外电子能量的差异，可以将核外电子分为不同的能层．即电子层。二、能层与能级能层12345…n符号KLMNO…最多电子数2×122×222×322×422×522n2能层（既电子层）（1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外。（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。（4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。………………核外电子的排布规律:规定，任一能层的能级总是从s

能级开始，依次称p、d、f、g能级……能层KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…最多

电子

数22626102610142、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．（即亚层）。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？（2n2

）2、不同能层分别有多少个能级，与能层的序数间存在什么关系？（所含能级个数＝能层序数n）s1×2＝2p3×2＝6d5×2＝10f7×2＝14g9×2＝18★不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的电子数是相同的，各为：3、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？课堂练习（如右图）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。1s---2s---2p---3s---3p---4s----3d--4p---5s---4d----存在着能级交错三、构造原理1、以下能级符号正确的是A、6sB、2dC、3fD、7p2、下列各能层中不包含p能级的是A.NB.MC.LD.K3、原子核外P能层和p能级可容纳的最多电子数分别为A、32和2B、50和6C、72和6D、86和10

试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式.课堂练习思考与交流

电子排布式可以简化，如可以把钠的电子排布式写成【Ne】3s1。试问：上式方括号中的符号的意义是什么？你能仿照钠原子的简化电子排布式写出O、Si、Fe的简化电子排布式吗？

1、写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布。氯：1s22s22p63s23p5钪：1s22s22p63s23p63d14s2溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5

根据构造原理只要我们知道原子序数就可以写出元素原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。练习

2、写出1—36号元素的核外电子排布式。

3、写出1—36号元素的简化核外电子排布式。练习

4、画出下列原子的结构示意图：Be、N、Na、Ne、Mg，回答下列问题：在这些元素的原子中，最外层电子数大于次外层电子数的有

，最外层电子数与次外层电子数相等的有

，最外层电子数与电子层数相等的有

；L层电子数达到最多的有

，K层与M层电子数相等的有

。5、下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列：（1）EKENELEM，（2）E3SE2SE4SE1S

，（3）E3SE3dE2P

E4f。6、A元素原子的M电子层比次外层少2个电子。B元素原子核外L层电子数比最外层多7个电子。

（1）A元素的元素符号是，B元素的原子结构示意图为________________；（2）A、B两元素形成化合物的化学式及名称分别是

。练习四.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，简称能量最低原理.１．下列各原子的电子排布正确的是（）A.Be

1s22s12p1

B.C

1s22s22p2

C.He

1s12s1D.Cl

1s22s22p63s23p5BD2.书写下列原子的电子排布式SFeScVSeGaBr3．下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A、Al1s22s22p63s23p1B、O2-1s22s22p6C、Na+1s22s22p6D、Si1s22s22p2 4．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126CDC5、下列有关认识正确的是()A．各能级上最多的电子按s、p、d、f的顺序分别为2、6、10、14B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n—1D．各能层含有的电子数为2n26、下列各组微粒中，各能层电子数均达到2n2个的是()

A.Ne和ArB.H-和Na+C.Ne和Cl- D.F-和S2-AB8、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)

7、一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是()A

+1B

+2C

+3D

-1

CA五、基态与激发态、原子光谱1．基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫做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，变成激发态原子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1、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；答案：(1)x(2)x(3)√(4)x课堂练习六、电子云与原子轨道思考:宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：电子的质量很小，只有9.11×10-31千克；核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；电子的运动速度很大；测不准1、电子云图中表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。1s电子在原子核外出现的概率分布图★量子力学中将这种电子云轮廓图称为

“原子轨道”a．s电子的原子轨道（电子云）形状是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向2、原子轨道b．p电子云/原子轨道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大科学探究观察图1-14，这些图称为原子的电子轨道表示式1．每个原子轨道最多只能容纳几个电子？电子层原子轨道类型原子轨道数目可容纳电子数1234n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n2——2818322n2练习1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（）A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大

D★核外电子排布规则:1.能量最低原理2.泡利不相容原理

每个原子轨道里最多只能容纳

2个自旋方向相反的电子。3.洪特规则4.补充规则相对稳定的状态全充满（p6，d10，f14）全空时（p0，d0，f0）半充满（p3，d5，f7）电子排布在同一能级时，总优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。24Cr原子的电子排布图:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s2例：注意小结：1．各原子轨道的能量高低比较（1）ns<np<nd<nf（2）1s<2s<3s<4s（3）同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：2Px＝2Py＝2Pz3．下列有关认识正确的是（）A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n—1个D．各能层含有的电子数为2n2A

4．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（）A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3pC6．电子排布在同一能级时，总是（）A．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反C．自由配对，优先占据同轨道，且自旋方向相同D．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方相反A5．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是（）A．构造原理B．泡利原理C．洪特规则D．能量最低原理B1、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）