第一章原子结构与性质整合与提升-高二化学教学课件（人教版选择性必修2）

第一章化学反应的热效应第一章原子结构与性质章末复习实验事实核外电子的运动状态核外电子的填充规律表征方法线状原子光谱能量量子化能层能级原子轨道电子自旋原子结构示意图构造原理电子排布式分层排布泡利原理、洪特规则、能量最低原理轨道表示式理论模型直观化证据推理解释模型认知电子的运动状态和排布规律能层能级和原子轨道的关系1.能层与能级能层能级和原子轨道的关系2.能层，能级与原子轨道数量关系能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道n23.能层，能级与原子轨道能量关系(1)同能层:ns<np<nd<nf。(2)形状相同的原子轨道:1s<2s<3s<4s,2p<3p<4p。(3)同能级形状相同的原子轨道:2px=2py=2pz。(4)不同能层不同能级:ns<(n-2)f<(n-1)d<np。基态原子激发态原子吸收能量释放能量吸收光谱发射光谱电子跃迁原子光谱原子结构模型（如构造原理）证据推理解释原子光谱与原子结构的模型认知人们常用小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道（能级）。轨道的类型不同，能量不同，形状也不同。表示方法：原子轨道用表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来共同表示，如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。原子核外电子的运动特征原子轨道形状延伸方向轨道数可容纳的电子数s______—______p_________________d—__________f—__________球形12纺锤形33655107714原子核外电子的运动特征电子自旋：原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上的箭头“↑”和向下的箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态。“电子自旋”并非真像地球绕轴自转一样，它只是代表电子的两种不同状态。原子核外电子的运动特征1、能量最低原理原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态，从而满足能量最低原理。能量升高能量升高构造原理中的能级顺序，其实质是各能级能量由低到高的顺序。绝大多数原子核外电子的填充顺序符合构造原理中的能级顺序。原子核外电子的排布规律2、泡利不相容原理每个原子轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子。每一种运动状态的电子只有一个(用“↑↓”表示)。由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。01022s2的电子排布图原子核外电子的排布规律原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，这个规则称为洪特规则。3、洪特规则相对稳定的状态全充满：p6、d10、f14半充满:p3、d5、f7全空:p0、d0、f0洪特规则特例光谱实验发现，能量相同的原子轨道在全满、半满和全空条件时，体系能量较低，原子较稳定。原子核外电子的排布规律课堂检测1.原子（离子）核外电子排布的表示方法(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为______________。(2)氟原子激发态的电子排布式有___，其中能量较高的是___。(填标号)a.1s22s22p43s1b.1s22s22p43d2c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2(3)Fe2+的价层电子排布式为_______。(4)基态Ni原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为__________________。(5)基态O原子的电子排布式_____________，其中未成对电子有__个。d

ad

3d63d84s2

第4周期第VIII族

1s22s22p4或[He]2s22p4

2思维建模1基态原子（离子）核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式

简化电子排布式

电子排布图（或轨道表示式）

价电子排布式或轨道表示式

离子（S2-）的电子、价电子排布式

激发态原子：基态原子吸收能量电子跃迁到较高的能级（电子数目不变）。课堂检测2.已知某原子结构示意图为

，下列有关说法正确的是(

)A.结构示意图中x=4B.该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4C.该原子的电子排布图为

D.该原子结构中共有5个能级上填充有电子D

课堂检测3.电子的运动状态和泡利原理、洪特规则、能量最低原理(1)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_________。(2)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为_______。(3)基态F原子核外电子的运动状态有___种(4)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形。1:2或2:12:19哑铃思维建模21.原子轨道能量高低规律

2.基态原子的核外电子排布规律（1）能量最低原理：电子在核外的排布，应使该原子的能量最低。（2）泡利原理：一个原子轨道中最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋取向相反。

课堂检测4.原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半满”“全满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实不能作为这个规则的证据的是 (

)A.硼元素的第一电离能小于铍元素的第一电离能B.磷元素的第一电离能大于硫元素的第一电离能C.基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2D.某种激发态碳原子的核外电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2D

元素周期表元素“位”1.“构”“性”的关系元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。以氯元素为例：结构位置性质体现决定体现决定决定体现Cl1s22s22p6

3s23p5第三周期第ⅦA族易得1个电子，使3p轨道达到相对较稳定的满充状态，单质表现为强氧化性。元素周期表与元素周期律周期数一二三四五六七新添能级组元素种数

1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p6s→4f→5d→6p7s→5f→6d→7p22+6=82+10+6=182+14+10+6=32主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子构型ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5副族序数ⅢB

～VBVIBⅦB价电子构型ⅧⅠBⅡB(n-1)d1-3ns2(n-1)d5ns1(n-1)d5ns2(n-1)d6~9ns1~2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns22.元素周期表中区的划分ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBs区p区d区ds区f区ns1～2电子填充的最后一个能级是s能级电子填充的最后一个能级是p能级电子填充的最后一个能级是d能级ns1～2np1～6根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、p区、d区、ds区和f区元素周期律核外电子排布的周期性变化规律可以表示为每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化。1、第一电离能某元素的气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量符号：I1保证“能量最低”单位：kj/molM(g)-e-→M+(g)元素周期律第一电离能（kJ·mol-1）规律1：同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。规律2：同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势。原子序数元素周期律第一电离能（kJ·mol-1）规律3：同一周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大。规律4：第一电离能：第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素，第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素第ⅡA族元素的s轨道全满，最外层p轨道全空第ⅤA族元素的最外层p轨道半满原子序数电离能的应用1.确定元素原子的核外电子排布2.判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数3.判断元素的金属性、非金属性强弱元素周期律2、电负性衡量元素在化合物中吸引电子的能力。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。HFH....F..+....F..H..键合电子大小的标准：以氟的电负性为4.0作为相对标准电负性是相对值，没单位。元素周期律主族元素的电负性规律1：同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大，表明其吸引电子的能力逐渐增强。(稀有气体元素除外)元素周期律主族元素的电负性规律2：同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小趋势，表明其吸引电子的能力逐渐减弱。电负性最大的是氟，最小的是铯。电负性的应用判断元素的金属性与非金属性的强弱1.电负性＞1.8非金属元素电负性＜1.8金属元素电负性≈1.8类金属元素金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大。电负性越大,元素的非金属性越强,电负性越小,元素的非金属性越弱。类金属(如锗、锑等)既表现出金属性又表现出非金属性。元素周期律电负性的应用2.判断化学键的类型电负性相差很大离子键(相差>1.7)电负性相差不大共价键(相差<1.7)但也有特例（如HF）但也有特例（如NaH）3.判断共价化合物中元素的化合价的正负①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。元素周期律2.汞的原子序数为80，位于元素周期表第______周期第ⅡB族；Fe、Co、Ni在周期表中的位置为_________________，基态Fe原子的电子排布式为______________。1.基态F原子核外电子的运动状态有________种;O、F、Cl电负性由大到小的顺序为____________；H、C、N的电负性由大到小的顺序为_______________。3.基态锰原子的价层电子排布式为_______________;第一电离能的大小：C________O(填“大于”或“小于”);基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为___________;9F>O>ClN>C>H六第四周期第Ⅷ族[Ar]3d64s2小于3d54s22：1课堂检测N、O、S的第一电离能(I1)大小为，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Na、Mg、Al元素的第一电离能由大到小的顺序为____________。Mg>Al>Na4.已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A

是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C

元素原子的价层电子排布是nsnnp2n;D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E

与D

的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数。

F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。(1)请用元素符号完成下列空白：