原子结构和性质[恢复].ppt

1、2010届高考化学一轮复习,第五章 物质结构 元素周期律,第一节原子结构与性质,2020年10月9日星期五,2、构成原子的各种粒子间的关系 ：,阴离子核外电子数 = 质子数 + 阴离子所带电荷数,阳离子核外电子数 = 质子数 - 阳离子所带电荷数,核电荷数（Z）= 核内质子数 = 核外电子数=原子序数,原子核,核外电子：Z个,决定元素性质,决定同位素,最外层电子决定化学性质,1.原子的构成:,质量数=质子数+中子数 =相对原子质量的近似整数值 A = Z + N,一、原子的构成,3.请说出下面符号的含义：,X若代表元素符号,那么a.b.c.d.e各表示什么含义?,b:质量数位置,a:质子数位置

2、,d: 离子的电荷符号位置,e: 原子个数的位置,c:化合价价标位置,X-表示元素符号 A-表示质量数 Z-表示质子数 中子数 ：N=A-Z,C,Al3+,16,18,x-n,y-m,10,10,11,10,9,10,学与问,Ne、Na+、Mg2+、Al3+、N3-、O2-、F-等简单离子。,2.10e-等电子体有哪些(除上述离子外)?,CH4、NH3、H2O、HF、NH4+、NH2-、CH5+、CH3-、H3O+、OH-等。,3归纳常见核外电子总数为18的粒子有哪些？,5,巩固反馈 加深理解,写出下列特定电子数的微粒： 10e: 简单原子或离子： 。 分子（氢化物）： 。 复杂离子： 。 1

3、8e-：简单原子或离子： 。 分子（氢化物）： 。 99型： 。 复杂离子： 。,Ne、Na+、Mg2+、Al3+、N3-、O2-、F-,CH4、NH3、H2O、HF,NH4+、NH2-、CH5+、CH3-、H3O+、OH-等,Ar 、 K+、Ca2+、P3-、S2-、Cl-,SiH4 、PH3 、H2S 、HCl,C2H6 、N2H4、 H2O2 、F2、CH3NH2、CH3OH,HS-、O22-、N2H5+ 等,H3O+NH3= NH4+ +H2O,例2（07年全国理综卷）用 A + 、B- 、C 2-、D、E、 F、G 和 H分别表示含有 18个电子的八种微粒（离子或 分子），请回答：

4、（1）A元素是 、B 元素是 、C 元素是 （用元素符号表示）。 （2）D 是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 。 （3） E 是所有含 18 个电子的微粒中氧化能力最强的 分子，其分子式是 。 （4）F 是由两种元素组成的三原子分子，其分子式 是 ，电子式是 。 （5）G 分子中含有 4 个原子，其分子式是 。 （6）H 分子中含有 8 个原子，其分子式是 。,K,S,Cl,HCl,F2,H2S,H2O2或PH3,C2H6,二.核素、同位素与同位素:,其特点为： (1)同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异。 (2)在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素的原

5、子个数百分比一般为定值。,1、核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种 原子。,2、同位素：同一元素的不同核素之间互称为同位素。,即：质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互 称为同位素。,辨析两同(同质子数、同一元素)；两不同(中子数不同、质量数不同)，如12C、l3C、14C等。,P80,同位素,元素:是具有相同核电荷数（或核内质子数） 的同一类原子的总称。,2、相对原子质量的概念,【例3】,某文献记载的数据有： 35Cl 34.969 75.77% 35 75.77% 37Cl 36.966 24.23% 37 24.23% 回答下列问题： （1）34.969表示的含义是： （

6、2）35的含义是： (3)氯元素的原子量： （4）求氯元素的近似原子量：,某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是( ) A.不能由此确定该元素的原子量 B.这种元素的原子量为(m+n) C.若碳原子质量为w g，此原子的质量为(m+n)w g D.核内中子的总质量小于质子的总质量,课堂练习,A,三.同素异形体、同位素、同系物和同分异构体P81：,同一种元素的不同单质,相同质子数、不同中子数的原子,结构相似,组成相差若干个CH2,分子组成相同,分子 结构不同,单质,原子,化合物,分子,白磷和红磷,CH4和C2H6,丁烷、 异丁烷,金刚石和石墨、氧气和臭氧,苯和甲苯、甲

7、醛和乙醛,例4（07广东高考）铋（Bi）在医药方面有重要应用。下列关于 和 的说法正确的是( )。,A. 和 都含有83个中子,B. 和 互为同位素,C. 和 的核外电子数不同,D. 和 分别含有126和127个质子,B,A,2.(09年杭州模拟题),D,( )。,A,C,4.(09年江苏高考2)下列有关化学用语使用正确 的是( )。 A. 硫原子的原子结构示意图： BNH4Cl的电子式： C原子核内有10个中子的氧原子： D对氯甲苯的结构简式：,C,四.简单微粒半径的比较方法,减小,增大,例：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。,例：r(Li)r(Na)r(K

8、)r(Rb)r(Cs),越小,例：r（O2-）r（F-）r（Na+）r（Mg2+）r（Al3+）。,越大,例：r（Li+）r（Na+ ）r（K+）r（Rb+）r（Cs+）；,r（O2- ）r（S2 -） r（Se2-） r（Te2-）。,r（K+）r（Na+）r（Mg2+）,r（K）r（S）r（O）,2010届高考化学一轮总复习,五.原子的核外电子排布P83,2020年10月9日星期五,第五章 物质结构 元素周期律,（一）原子核外电子排布的基础知识,1、原子核外多个电子是分层排布的,根据电子在核外运动的不同 来划分，电子离核越 ，能量越： 。,能量,远,高,升高,2、原子核外电子排布规律（初步

9、）,(一) 原子核外电子排布的基础知识,（1）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才由里往外，依次排在能量较高电子层。而失电子总是先失最外层电子。,（2）各电子层最多能容纳2n2个电子。,即：电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 代表符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98,（3）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；次外层电子数最多不超过18个；倒数第三层不超过32个。,注意事项：以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释118号元素的结构问题，若要解释更多问题

10、，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其它规律。,【例1】短周期元素A、B，A原子最外层电子数为a个，次外层电子数为b个；B原子M层电子数为（a-b）个，L层电子数为（a+b）个，则A为 ，B为 。,1、人类认识原子的历史,（二）电子云与原子轨道P88P89,2、原子核外电子运动特征,（二）电子云与原子轨道,自身质量和体积：可以忽略； 运动范围：核外很小的空间； 运动速度：高速运动； 所以没有固定的轨道，不能同时测出某时的速度和位置。描述电子在核外运动状态的方法：用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现几率的模型（电子云）来描述电子在核外的运动。在电子云图里，黑点的密度表示电子在该处出现

11、机会的大小（选修3 P10)。,3、核外电子运动的描述电子云,（二）电子云与原子轨道,电子云：描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。 电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。,4、电子云轮廓图原子轨道,（二）电子云与原子轨道,填空：s电子的原子轨道呈 对称， ns能级各有个原子轨道；p电子的原子轨道呈 ，np能级各有 个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有 个原子轨道；nf能级各有 个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。,把电子出现的概率约为90%的空

12、间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。,（1）s原子轨道是球形对称，ns 能级各有1个轨道 （只有一个伸展方向） （2）p原子轨道是是纺锤形的，np能级各有3个轨道 （有三个伸展方向） （3）d原子轨道是花瓣形的，nd能级各有5个轨道 （有五个伸展方向） （4）f原子轨道形状复杂，nf能级各有7个轨道 （有七个伸展方向）,说明:（1）随n越大，原子轨道的半径越大。 （2）不同能层的同种能级的原子轨道形状 相似，只是半径不同。,4、电子云轮廓图原子轨道,（二）电子云与原子轨道,【例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

13、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,1、能层和能级,（三）原子核外电子的排布,讨论,（1）不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数n存在什么关系？ （2）如何表述各能层（电子层）的各能级？ （3）s、p、d、f能级所容纳的电子数怎样？,任一能层，能级总是从ns开始， 能级数能层序数（n）,能级符号：ns、np、nd、nf（n代表能层）,分别是1、3、5、7 的2倍,2、构造原理,（三）原子核外电子的排布,各能级的能量低高顺序（电子

14、填充顺序）,ns (n-2)f (n-1)d np,即：1s2s2p3s3p4s3d 4p5s4d5p6s4f-,根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布，这样的电子排布是基态原子的。,（能级交错）,ns np nd nf,2、构造原理,（三）原子核外电子的排布,练习：下列能级的能量大小比较，正确的是（ ） AE(4s)E(3d) BE(6p)E(5f) CE(6s)E(5p) DE(4d)E(5p),D,3、基态原子核外电子排布规律,（三）原子核外电子的排布,（1）能量最低原理,（2）泡利不相容原理,（3）洪特规则,（4）特例（补充规则）,4、原子核外电子排布

15、的表示方法,（三）原子核外电子的排布,（1）原子结构示意图,（2）电子式,（3）电子排布式,电子排布式依构造原理用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数,再按能层高低排列的式子.,（4）轨道排布式,归纳总结,1.指出原子结构简图横线上的意义,原子核,电子层,核电荷数,该电子层上的电子数,原子实,外围电子排布式,能量最低原理、构造原理,泡利原理,洪特规则,2.铬原子的电子排布式可写成：1s22s22p63s23p63d54s1 也可写成：Ar3d54s1,【例2】 写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、 35Br（溴）基态原子的电子排布式： 氯： 钪： 溴：,1s22s22p63s23p63

16、d104s24p5,1s22s22p63s23p5,1s22s22p63s23p63d14s2,上述元素的电子排布式如何简化？,练习：根据构造原理，写出N、P、K 原子的电子排布式和简化电子排布式。（基态）,1s22s22p63s23p64s1,N：,P：,1s22s22p3,1s22s22p63s23p3,K：,练习：写出下列元素的简化电子排布式： 26Fe、29Cu,练习：下图中，能正确表示基态硅原子的是（ ） A B C D,A,总结：基态原子核外电子排布的规则与思路,已知核外电子数目先按照能量最低原理从1s排起,其间应考虑是否需应用泡利原理和洪特规则，特别是要求画外围轨道表示式,最后考

17、虑是否需要应用量子力学关于全空、半充满、全充满的排布规定，如Cr、Cu等原子,要求：136号元素原子,下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）,A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6,B. O2- 1s22s23p4,C. Cl- 1s22s22p63s23p5,D. Ar 1s22s22p63s23p6,BC,练习 ：,1、基态与激发态,（四）基态与激发态、原子光谱,处于最低能量的原子叫基态原子; 当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为激发态原子。,释放能量,基态原子,激发态原子,吸收能量,2、光谱和光谱分析,（四）基态与激发态、原子光谱,（1）光谱：,不同元素的原子

18、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,（2）光谱分析：,利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素 如：1868年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的鲜黄色的明线，发现了元素氦。,练习：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,例：（09年安徽理综25）（17分） W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。 （1）W位于元素周期表第 周期第 族。W的气态氢化物稳定性比 H2O(