高中化学 第一章第一节原子结构（2） 新人教版选修

1、四川省德阳五中高中化学 第一章第一节原子结构（2） 新人教版选修3 小结 思考钾原子的电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9？三、构造原理图1-2构造原理：注意在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上。电子的排布遵循构造原理1构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s注意构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)

2、、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”提醒自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反保里原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。3能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升

3、高的能级里。讲一切自然变化进行的方向都是使能量降低，因为能量较低的状态比较稳定，此谓能量最低原理。练习部分原子的电子排布式，空着的自己填上：原子序数元素名称元素符号电子排布K L M N O1氢H1s12氦He1s23锂Li1s2 2s14铍Be5硼B1s2 2s22p110氖Ne1s2 2s22p611钠Na12镁Mg1s2 2s22p6 3s213铝Al思考与交流查元素周期表中铜、金、银外围电子排布，它们是否符合构造原理，你从中总结出什么规律？Cu：Ar3d104s1 AgKr 4d105s1 AuXe 5d106s1，如Cu根据构造原理先排4s再排3d，实际上采取了3d全充满，4s半充满

4、的状态。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。小结相对稳定的状态有：全充满：p6,d10,f14。全空：p0,d0,f0。半充满：d5,f7。思考与交流元素周期表中钠的电子排布写成Ne3s1，是什么意义？模仿写出8号、14号、26元素简化的电子排布式？ 稀有气体结构，O：He 2s22p4 Si：Ne 3s23p2 Fe：Ar 3d64s2。上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构5、基态原子核外电子排布可简化为：稀有气体元素符号+外围电子(价电子、最外层电子)即将基态电子的原子排布式中与稀有气体相同的部分用

5、该稀有气体的元素符号表示。 小结构造原理中排布顺序的实质-各能级的能量高低顺序 1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： nsnpndnf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4d3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns (n-2)f (n-1)d np (n为能层序数)随堂练习写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布知识拓展原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳电子数的解释：1、依据：构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序可由公式得出：ns (n-2)f (n-1)d np2、解释：(1) 最外层由ns,np组成

6、，电子数不大于2+6=8(2) 次外层由(n-1)s(n-1)p(n-1)d组成，所容纳的电子数不大于2+6+10=18(3) 倒数第三层由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f组成，电子数不大于2+6+10+14=32练习1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6 B. O2- 1s22s23p4C. Cl 1s22s22p63s23p5 D. Ar 1s22s22p63s23p62.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )A.Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6C.Na+ 1s22s22p6 D

7、. Si 1s22s22p23. 练习：请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。第二讲通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习第四部分。四、基态与激发态、光谱讨论节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？（参阅课本）。节日焰火与核外电子发生跃迁有关1、基态处于最低能量的原子。激发态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。基态与激发态的关系： 注意 各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电

8、子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。 图1-4 激光的产生与电子跃迁有关问同学们都听说过“光谱”一词，什么是光谱呢？2、不同元素的原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元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱资料：1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来

9、的帜热其他的光谱。他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后，他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。1868年10月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为 helium，来自希腊文helios（太阳），元素符号定为He。这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。为了纪念这件事，当时铸造一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳神阿波罗（Apollo）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：1868年8月18日太阳突出物分析。投影发射光谱与吸收光谱发射

10、光谱：特征：暗背景，亮线，线条不连续吸收光谱：特征：亮背景，暗线，线条不连续3、原子光谱的分类：(1)物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱(2)吸收光谱发射光谱：处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱。大量处于激发态的原子会发出各不相同的谱线组成了氢原子光谱的全部谱线，由于产生的情况不同，发射光谱又可分为连续光谱和明线光谱处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分布的某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列的暗线或暗带组成的光谱。光谱分为连续光谱和线状光谱，氢原子光谱为线状光谱。线状光谱具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱(上图)。连续光谱由

11、各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨所得的光谱.如阳光形成的光谱投影各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。 3、光谱分析利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。各元素的光谱是不同的，就像是元素的“指

12、纹”，可以用来鉴别元素。甚至可以根据光谱发现新的元素。通过原子光谱发现许多元素：如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等阅读科学史话玻尔与光谱。体会“类比”是一种科学思维方法；体会理论对实验的指导意义。随堂练习1、同一原子的基态和激发态相比较 （ ） A、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（ ） A、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火C、金属导线可以导电 D、夜空中的激光3、当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，下列说法正确的是A碳原子由基态变为激发态 B碳原子由激发态变为基态C碳原子要从外界环境中吸收能量 D碳原子要向外界环境释放能量4、关于光谱分析，下列说法错误的（ ）A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的特征谱线 B、光谱分析不能用连续光谱 C、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱 D、分析月亮的光谱可得知月球的化学