1.1原子结构 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修二第一章第一节

（原子结构）人民教育出版社高中化学新课导入【知识回顾】核外电子排布的一般规律(1)核外电子排布由

能量到

能量。(2)原子核外各电子层最多容纳

个电子。(3)原子最外层电子数目不能超过

个（K层为最外层时不能超过

个电子）。(4)次外层电子数目不能超过

个(K层为次外层时不能超过

个)，倒数第三层电子数目不能超过

个。说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解低高2n2（n为电子层数）8218232新课导入玻尔原子模型1922年诺贝尔物理学奖获得者1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出

，即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释

的篇章。构造原理元素周期律1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释能量的高低顺序为________________________________________________。能量关系：

能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用

、

、

、

、

、

、

…表示，其中每层所容纳的电子数最多为

个序号及符号：根据核外电子的

不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)含义：能量KLMNOPQ2n2E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)一、能层与能级不是真实存在的，只是为了研究方便假设的（一）能层原子核电子层

能层越高，电子的能量越高四三二一一、能层与能级（二）能级①任一能层的能级总是从

能级开始。能级符号前面用数字表示

序数。②每一能级用相应能层的序数和字母

……组合在一起来表示：如：K层中只有

能级，N能层的s能级表示为

。根据多电子原子的

电子的

不同，将它们分为不同能级。能量s1.含义：2.表示方法：同一能层的s、p、d、f能层1s4s一、能层与能级（二）能级n能层的能级按能量由低到高的顺序为E(ns)<________<________<E(nf)……E(np)3.能级的能量高低E(nd)4.规律能层序数：1234能级数：1234①能级数＝____________。能层序数②s、p、d、f…各能级最多能容纳的电子数依次为奇数序列

、

、

、

…的2倍（每个轨道最多容纳2个电子，那么s、p、d、f…各能级对应的轨道数分别是

、

、

、

…）一、能层与能级（二）能级4.规律13571357①先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越

。②再看同一能层各能级的能量顺序：E(ns)

E(np)

E(nd)

E(nf)；③不同能层中的同一能级，能层序数越大，能量越

,例如E(1s)

E(2s)

E(3s)④不同原子的同一能层的同一能级的能量大小也

，例如Ar的1s能级的能量

S的1s能级的能量。一、能层与能级（二）能级5.能级能量大小的判断方法：高＜＜＜高＜＜不同≠一、能层与能级【课堂练习】一、能层与能级【课堂练习】比较各能层或能级中电子能量大小：(1)E(2s)________E(4s)；(2)E(3p)________E(3d)；(3)E(5d)________E(4d)；(4)E(3s)________E(2p)；(5)E(K)________E(L)________E(M)。＜＜＞＞＜＜一、能层与能级【思考】1．L层中有

个能级，分别是

；M层中有

个能级，分别是

。2．以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？22s、2p33s、3p、3d分别是2、6、10、14个相同，均为10个第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？各能级最多容纳的电子数为：5s能级2×1=25p能级2×3=65d能级2×5=105f能级2×7=145g能级（了解）2×9=18总计50个电子。二、电子云与原子轨道1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在

上绕核运行。线性轨道1922年诺贝尔物理学奖获得者然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。二、电子云与原子轨道1926年奥地利物理学家薛定谔提出：可以用一个数学方程描述核外电子的运动状态，为近代量子力学奠定了理论基础。量子力学指出：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。埃尔温·薛定谔(ErwinSchrödinger)二、电子云与原子轨道（一）概率密度(ρ)P表示电子在某处出现的概率V表示该处的体积ρ＝PV

表达公式二、电子云与原子轨道处于一定

的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。空间运动状态（二）电子云1.概念2.含义用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小点越密，表示概率密度

。氢原子1s电子的概率密度分布图小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述越大二、电子云与原子轨道将出现概率P=90%的空间圈出来3.电子云轮廓图1s电子的电子云轮廓图绘制过程绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化简便描述。二、电子云与原子轨道4.电子云或原子轨道的形状(1)s能级形状：

能层越高，s电子的电子云半径越

，能量越

。只有1种空间伸展方向球形（非圆形）大高形状：

或纺锤形

能层序数越大，原子轨道的半径越

。伸展方向：

。同一能层中px、py、pz的能量什么关系?二、电子云与原子轨道4.电子云或原子轨道的形状(2)p能级哑铃形大相互垂直的3种空间伸展方向相同二、电子云与原子轨道4.电子云或原子轨道的形状(3)d能级d能级电子云轮廓图是花瓣形或双哑铃形。有5种空间伸展方向。二、电子云与原子轨道（三）原子轨道（电子云轮廓图）1.概念2.表示量子力学把电子在原子核外的一个

称为一个原子轨道。空间运动状态常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个

轨道。【对比分析】C有

种不同空间运动状态的电子；有

种不同运动状态的电子。（已知C原子的2px、2py上各有一个电子）原子46二、电子云与原子轨道（三）原子轨道原子轨道数与能层序数(n)的关系：4.原子轨道数目＝n23.各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目1357二、电子云与原子轨道（三）原子轨道原子轨道数与能层序数(n)的关系：4.原子轨道数目＝n23.各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目1357二、电子云与原子轨道（三）原子轨道【思考】1．不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓图分别相同吗？能量分别相同吗？相同不同二、电子云与原子轨道【总结1】原子轨道与能层序数的关系(1)不同能层的相同能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数越

，原子轨道的半径越

。(2)s能级只有

原子轨道。p能级有

原子轨道，它们

，分别用px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量

。(3)在同一能层，原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数＝

。大大1条3条相互垂直相同n2二、电子云与原子轨道【总结2】能层、能级、轨道之间的关系：能层里有

，能级里有

。能级轨道能层序号(n)12345能层符号

各能层最多可容纳电子数

能级符号

5s5p……各能级最多可容纳电子数

……轨道数

各轨道最多可容纳电子数

三、基态与激发态原子光谱基态原子基态原子

能量，它的电子会跃迁到

能级，变成激发态原子KLM基态氢原子处于

状态的原子最低能量KLM能量吸收较高激发态原子激发态氢原子基态原子与激发态原子三、基态与激发态原子光谱基态、激发态相互间转化的能量变化吸收能量释放能量光(主要形式)基态原子激发态原子基态原子与激发态原子三、基态与激发态原子光谱焰火霓虹灯光激光荧光LED灯光生活中：与电子跃迁有关的现象三、基态与激发态原子光谱吸收能量基态原子激发态原子释放能量吸收光谱发射光谱光谱光谱的成因及分类不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱三、基态与激发态原子光谱【思考】根据图片中展示的吸收光谱与发射光谱，你能发现二者的区别和联系吗？区别：吸收光谱的谱图一般是

背景的

谱线（“明亮”或“暗色”，下同），发射光谱的谱图一般是

背景的

谱线。联系：同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱呈现一种

的状态。锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱明亮暗色暗色明亮互补三、基态与激发态原子光谱在现代化学中，常利用原子光谱上的

来鉴定元素，称为光谱分析。特征谱线光谱分析应用1发现新元素应用2检验元素不同元素的焰色试验应用四、构造原理与电子排布式以

事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入

的顺序称为构造原理能级光谱学说明每一行对应一个________每个小圈表示一个______各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序能层能级KLMNOPQ1s2s3s2p3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p构造原理示意图构造原理四、构造原理与电子排布式【思考】当4s能级排满之后，下一个电子应该如何排布，是3d能级还是4p能级?能层KLMN最多电子数281832能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充电子数226261s2s3s2p3p4s13d4p能级交错四、构造原理与电子排布式(上一能层的d能级与下一能层的s能级交错)ns→(n-2)f→(n-1)d→np随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层，这种现象称为能级交错能级交错定义规律四、构造原理与电子排布式【注意】①构造原理不是某个原子的能级的能量高低顺序，只是元素周期表中，随着核电荷数递增时，新增电子被填入能级的先后顺序。②对于出现能级交错现象的轨道，如3d和4s，二者能量的高低不是一成不变的，只是电子按照这样的顺序填充之后，能使整个原子处于能量最低的状态。四、构造原理与电子排布式【课堂练习】请根据构造原理分析15号元素P、25号元素Mn的核外电子在能级中的排布(补充能级排布顺序)。能级排布顺序1s2s2p3s3p

15P

25Mn

4s3d4p第一步根据构造原理列出能级排布的顺序第二步将核外电子依次填入其中226232262625四、构造原理与电子排布式5.补充规则——光谱学事实：当p、d、f能级处于

、

或

状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。能级排布顺序1s2s2p3s3p4s3d4p填充电子数2262615能级排布顺序1s2s2p3s3p4