化学_选修3_第一章第一节原子结构课件.ppt

1、第一章 物质结构与性质,第一章 原子结构与性质 第二章 分子结构与性质 第三章 晶体结构与性质,引言：,决定,决定,用途,结构,性质,化学研究的是构成宏观物体的物质,碱金属的化学性质非常相似，原因何在？,构成碱金属的原子结构相似，所以化学性质相似,思考：,对氨基苯甲酸结构式,分子的结构决定分子的性质,金刚石,石 墨,同种元素构成的晶体结构不同，所以晶体的性质不同,CaCO3晶体,霰 石,方解石,晶体的结构决定晶体的性质,xian,、,一、开天辟地原子的诞生,1.现代大爆炸宇宙学理论,宇宙,大爆炸,大量氢,少量氦,极少量锂,其他元素,原子核的融合反应,诞生于,宇宙大爆炸模拟图,5.地球上的元素绝

2、大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。,3.氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。,4.所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。,2. 宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年。,原子结构模型演变简介,古希腊哲学家德谟克利特认为：水或者任何一种物质，都不能无限次的分割，它们在若干次分割以后，最终会得到一种不可再分的基本微粒。德谟克利特把它们叫做原子。,1、,2、1803年，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。,3.汤姆生原子模型(1904年),原子是一个球体，正电荷平均分布于球体之中，像一块蛋糕，电子像葡萄干一样镶嵌在球体的某些固定位置，

3、中和了正电荷，所以整个原子呈中性,4.卢瑟福“有核行星模型”(1911年),原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。,51913年，丹麦科学家玻尔核外电子分层排布的原子结构模型,(电子分层排布模型),6.电子云模型(1926年),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建立了电子云模型,量子力学指出不可能像描述宏观物体那样，来描述电子的运动，我们只能用统计的观点来描述电子的运动，即只能确定它电子出现在原子核外空间各处的概率。,小黑点表示：电子在该处出现的概率,小黑点越密表示电子出现在该处的概率

4、越大,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,回忆： 1、原子结构的知识。,写出钾原子的原子结构示意图,电子在原子核外分层排布,原子的结构,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（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

5、是从 s 能级开始，依次称p、d、f、g能级,能层 K L M N O,能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ,最多电子数,2 2 6 2 6 10 2 6 10 14,2、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（既电子亚层）。,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,s 122,p 326,d 5210,f 7214,g 9218,不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的

6、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？,三、构造原理,原子核外电子排布必须遵循一定的排布顺序 构造原理,存在着能级交错,1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-,核外电子排布的构造原理图,试书写N、Cl、K、26Fe原子的 核外电子排布式,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。,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【Na】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？,道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他

7、的学说中主要有下列三个论点：原子是不能再分的微粒；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代原子分子学说的观点看，你认为不正确的是（ ） A 只有 B 只有 C 只有 D ,课堂练习,D,在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量 。在同一电子层中，各亚层的能量按s、p、d、f的次序 理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为 。,越低,增大 。,3S 3P 3d,4下列各原子的电子排布正确的是（） A.Be1s22s12p1 B.C1s22s22p2 C.He1s12s1 D.Cl1s22s22p63s

8、23p5,BD,5下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ） A Al 1s22s22p63s23p1 B O2- 1s22s22p6 C Na+ 1s22s22p6 D Si 1s22s22p2,D,四、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,原子光谱,基态原子 激发态原子,吸收能量，吸收光谱,放出能量，发射光谱,锂、

9、氦、汞的发射光谱,锂、氦、汞的吸收光谱,1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态； 3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；,答案： (1) x(2) x(3)(4) x,课堂练习,五、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9.1110-31千克； 核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；

10、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”,2.电子云轮廓图,同一原子的s电子的电子云轮廓图,as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,3、原子轨道,bp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,归纳总结 电子云的形状 s电子云 p电子云 d电子云,球形 哑铃形 花瓣形,

11、d电子云,科学探究,观察图1-14，这些图称为原子的电子轨道表示式,每个原子轨道最多只能容纳几个电子？,1s,2s，2p,4s,4p,4d,4f,3s,3p,3d,1,4,9,16,n2,2,8,18,32,2n2,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 Bs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 Cp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

12、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,1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、7 B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n1个 D各能层含有的电子数为2n2,A,课堂练习,2按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（ ） A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p,C,3“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