1、2022-5-311第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构第第1 1课时课时高中化学选修高中化学选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2022-5-312 【教学目标教学目标】1.1.了解人类认识原子的历史了解人类认识原子的历史2.2.理解能层能级的概念，以及它们之理解能层能级的概念，以及它们之间的关系间的关系原子结构原子结构2022-5-313宇宙大爆炸宇宙大爆炸开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-314问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那么原子是怎样诞生的呢？么原子是怎样诞生的
2、呢？ P4宇宙大爆炸宇宙大爆炸2h2h后后诞生诞生大量的氢大量的氢大量的氦大量的氦极少量的锂极少量的锂原子核的原子核的熔合反应熔合反应合成合成其他元素其他元素19321932年勒梅特首次提出了现代大爆炸年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙宇宙理论理论 开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-315思考与交流思考与交流宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？ 氢元素是宇宙中最丰富的元素，占氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%88.6%（氦约为氢的氦约为氢的1 18 8），另外还有），另外还有9090多种元素
3、，它多种元素，它们的原子总数加起来不足们的原子总数加起来不足1%1%。宇宙年龄距近约。宇宙年龄距近约140140亿年，地球年龄已有亿年，地球年龄已有4646亿年。地球上的元亿年。地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅素绝大多数是金属，非金属仅2222种。种。阅读课本阅读课本P P4 4一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生一颗原子的时空之旅一颗原子的时空之旅从大爆炸到生命诞生的故事从大爆炸到生命诞生的故事 开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-316人类认识原子的过程人类认识原子的过程 人类在认识自然的过人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了
4、无数辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近向深入，也越来越接近事物的本质。事物的本质。随着现代随着现代科学技术的发展，我们科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入物的认识而不断地深入和发展。和发展。开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-317近近代代原原子子论论发发现现电电子子带核原子结构模型带核原子结构模型轨道原子结构模型轨道原子结构模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-318近代科学原子论（1803
5、年）一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿英国化学家道尔顿（J.Dalton , 1766J.Dalton , 17661844)1844)道尔顿原子模型道尔顿原子模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-319原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子(1897年)电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生
6、英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson ,1856J.J.Thomson ,185619401940）汤姆生原子模型汤姆生原子模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3110汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生汤姆生开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3111粒子散射实验（1909年）原子有核卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。英国科学家卢瑟福英国科学家
7、卢瑟福（E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3112粒子散射实验Au开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3113卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3114玻尔原子模型（玻尔原子模型（19131913年）年）玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差
8、的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1885N.Bohr,18851962)1962)玻尔原子模型玻尔原子模型开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3115玻尔原子模型（玻尔原子模型（19131913年）年）开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3116电子云模型电子云模型（电子云模型（19351935年）年）开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3117现代物质结构学说现代物质结构学说 人类在认识自然的过人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对的探索者，才
9、使人类对事物的认识一步步地走事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近向深入，也越来越接近事物的本质事物的本质。随着现代。随着现代科学技术的发展，我们科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入物的认识而不断地深入和发展。和发展。氢原子氢原子电子云电子云图图开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3118原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电）（正电）不显不显电性电性 （负电）（负电）（正电）（正电）（不带电）（不带电）分层排布分层排布与物质化学性质密切相关与物质化学性质密切相关 开天辟
10、地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-5-3119二、二、能层与能级能层与能级（1 1）能层）能层 在多电子的原子核外电子的能量是不同在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。成不同的能层。能层与能级能层与能级2022-5-3120依据核外电子的能量不同：依据核外电子的能量不同：离核远近：离核远近：近近 远远 能量高低：能量高低：低低 高高核外电子分层排布1 12 23 34 45 56 67 7K KL LM MN NO OP PQ Q能层与能级能层与能级2022-5-3121（1）各能层最多能容纳各能层最多
11、能容纳2n2个电子。个电子。 即：能层序号即：能层序号 1 2 3 4 5 6 7 符符 号号 K L M N O P Q 最多电子数最多电子数 2 8 18 32 50 72 98（2）最外层电子数目不超过最外层电子数目不超过8个（个（K层为最外层时层为最外层时 不超过不超过2个）；次外层电子数最多不超过个）；次外层电子数最多不超过18 个；倒数第三层不超过个；倒数第三层不超过32个。个。原子核外电子分层排布规律：原子核外电子分层排布规律：（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近 的能层，然后才由里往外，依次排在能量的能层，然后才由里往外，依次排在能
12、量 较高能层。而失电子总是先失最外层电子。较高能层。而失电子总是先失最外层电子。注意：注意： 以上几以上几点是相点是相互联系互联系的，不的，不能孤立能孤立地理解，地理解，必须同必须同时满足时满足各项要各项要求。求。能层与能级能层与能级2022-5-3122（2 2）能级）能级表示方法及各能级所容纳的最多电子数：表示方法及各能级所容纳的最多电子数： 在多电子原子中，同一能层的电子，能量在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。可以不同，还可以把它们分成能级。能层与能级能层与能级2022-5-3123能层KLMNO能级1s2s2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
13、5s 5p 最多容纳电子数22626102610 1426 281832能层与能级能层与能级2022-5-3124能层最多可容纳的电子数为能层最多可容纳的电子数为2n2n2 2个。个。【学与问学与问】1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳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（的电子数与能层的序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？能层与能级能层与能级2022-5-3125【学与问学与问】2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？第一能层只有第一能层只有1 1个能级个能级(1
14、s)(1s)，第二能层有，第二能层有2 2个能级个能级(2s(2s和和2p)2p)，第，第3 3能层有能层有3 3个能级个能级(3s(3s、3p3p和和3d)3d)，依，依次类推。以次类推。以s s、p p、d d、f f排序的各能级可容纳排序的各能级可容纳的最多电子数依次为的最多电子数依次为1 1、3 3、5 5、7 7的二倍的二倍! !能层与能级能层与能级2022-5-3126【学与问学与问】3.3.英文字母相同的不同能级中所容纳英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数是否相同？的最多电子数是否相同？ 不同能级中的不同能级中的s s级，所容纳的电子数级，所容纳的电子数是相同的，但是能量是
15、不同的。是相同的，但是能量是不同的。能层与能级能层与能级2022-5-3127能层的能级数等于该能层序数。能层的能级数等于该能层序数。任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从s s能级开始。能级开始。在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：nsnsnpnpndndnfnf总结：总结：能层与能级能层与能级2022-5-3128A A前者大于后者前者大于后者 B B后者大于前者后者大于前者C C前者等于后者前者等于后者 D D无法确定无法确定B练习练习1 1：在同一个原子中，在同一个原子中，M M能层上的电子与能层上的电子与Q Q能层上的电子的能量能层上
16、的电子的能量( )( )+6 2 4C原子的原子原子的原子结构示意图结构示意图能表示核外能表示核外电子排布电子排布【思考思考】怎样用能层，能级表示核外电子怎样用能层，能级表示核外电子排布？排布？能层与能级能层与能级2022-5-3129练习练习2 2：依据以上各能级最多容纳电子数依据以上各能级最多容纳电子数C C原子原子的核外电子排布式可以表示为：的核外电子排布式可以表示为：1S1S2 22S2S2 22P2P2 2依照上式请书写依照上式请书写 N O F Na Mg Al N O F Na Mg Al 的电子排布的电子排布式式能层与能级能层与能级2022-5-3130第一章第一章 原子结构与
17、性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构第第2 2课时课时2022-5-3131 【教学目标教学目标】1.1.能根据构造原理用电子排布式表示能根据构造原理用电子排布式表示1-361-36原子核原子核外电子的排布外电子的排布构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3132问题探究问题探究 根据已有知识，试写出根据已有知识，试写出K K原子原子的可能电子排布式与原子结构示意图？的可能电子排布式与原子结构示意图？猜想一：猜想一： 1s22s22p63s23p63d1 +192 8 9+192 8 8 1猜想二：猜想二： 1s22s22p63s23p64s1 构造原理与电子排布式
18、构造原理与电子排布式2022-5-3133三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 构造原理：构造原理：P P5 5随原子核电荷随原子核电荷数递增，绝大数递增，绝大多数原子核外多数原子核外电子的排布遵电子的排布遵循如右图的排循如右图的排布顺序，这个布顺序，这个排布顺序被称排布顺序被称为为构造原理构造原理。【思考思考】：有何规律？有何规律？构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3134能级交错能级交错构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-313576543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核核外外电电子子填填充
19、充顺顺序序图图构造原理：构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 规律规律 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3136问题解释：问题解释： 猜想一：猜想一： 1s22s22p63s23p63d1 +192 8 9+192 8 8 1猜想二：猜想二： 1s22s22p63s23p64s1 构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3137各能层能级能量关系各能层能级能量关系 构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3138构造原理中排布顺序的实质(1)相同能层的不同能级的
20、能量高低顺序 ： (2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序： (3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: -各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 nsnpndnf1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4dns(n-2)f(n-1)dnp (n为能层序数为能层序数)构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-31392 2、根据、根据2n2n2 2的规律推算第一到第四电子层最多可的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为以容纳的电子数目为 。1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：( )A1s、2p、3d、4s B1s、2s、
21、3s、2pC2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习：练习：构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3140钙钙Ca 1s22s22p63s23p64s2钙钙Ca想一想想一想+20 第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层2882N层层第第4层层构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3141电子排布式：电子排布式：氢氢 H H钠钠 Na Na 铝铝 AlAl1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 11s1s1 1 用数字在能级符号右上角表明该
22、能级上的用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。排布的电子数。构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3142原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式Li: 1s22s1练一练练一练请写出请写出4 41010号元素原子的电子排布式。号元素原子的电子排布式。 构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-31434 铍铍Be 5 硼硼B 6 碳碳C7 氮氮N 8 氧氧O 9 氟氟F 10 氖氖Ne1s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6构造原理与电子排布式构造原理
23、与电子排布式2022-5-3144【练习练习】试书写试书写N N、ClCl、K K、2626FeFe原子的核外电原子的核外电子排布式。子排布式。 Cl: K: 26Fe:1s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2注意书写注意书写：1s2 2s22p6 3s23p64s2 3d6构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3145练习：练习：请根据构造原理，写出下列元素基态请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式：原子的电子排布式：（1 1）NeNe 。（2 2）S S 。（3 3）2929Cu
24、Cu 。（4 4）3232Ge Ge 。1s22s22p61s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s24p2构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3146练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21213636号元素原子的基态电号元素原子的基态电子排布式。子排布式。钪钪ScSc： ；钛钛TiTi： ；钒钒V V： ；铬铬CrCr： ；锰锰MnMn： ；1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p6
25、3d54s11s22s22p63s23p63d54s2构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3147练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21213636号元素原子的基态电号元素原子的基态电子排布式。子排布式。铁铁FeFe： ；钴钴CoCo： ；镍镍NiNi： ；1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d104s24p1铜铜CuCu： ；锌锌ZnZn： ；镓镓GaGa： ；
26、 构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3148练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21213636号元素原子的基态电号元素原子的基态电子排布式。子排布式。锗锗GeGe： ；砷砷AsAs： ； 硒硒SeSe： ；溴溴BrBr： ； 氪氪KrKr： ；1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6P7P7【思考与交流思考与交流】1 1构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2
27、022-5-31491s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12424号铬：号铬：2929号铜号铜：练习：练习：1 13636号元素中是否都遵循构造原理？号元素中是否都遵循构造原理？举出能否具体的例子？举出能否具体的例子？构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3150注注 意意构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3151原子的简化电子排布：原子的简化电子排布：原子实原子实 Ne 3s1练习：练习：写出第写出第8 8号元素氧、第号元素氧、第1414号元素硅和第号元素硅和第2626号元素铁的简化电子排布式吗？号元素铁的简
28、化电子排布式吗？上式方括号里的符号的意义是：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该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构NaNa的简化电子排布：的简化电子排布： He 2s22p4 Ne 3s23p2 Ar 3d64s2O O：SiSi：FeFe：P P7 7【思考与交流思考与交流】2 2构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3152下列各原子或离子的电子排布式错误的下列各原子或离子的电子排布式错误的是（是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s23p4C. Cl- - 1s22s22p63s23p5D. Ar 1
29、s22s22p63s23p6BC练习练习 1 1：构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3153练习练习2 2：1、电子排布式为电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子，某原子， 则该元素的核电荷数是则该元素的核电荷数是_ 2、某元素原子的价电子构型为某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此则此元素在周期表的位置是元素在周期表的位置是_18第第3 3周期，第周期，第VIAVIA族族构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-31544 4、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是、构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是 各能级能量高低，若以各能级能量高低，
30、若以E E 表示某能级的能量，表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是下列能量大小顺序中正确的是 ( )( ) A. A.E E(3s)(3s)E E(2s)(2s)E E(1s) (1s) B. B.E E(3s)(3s)E E(3p)(3p)E E(3d) (3d) C. C.E E(4f)(4f)E E(4s)(4s)E E(3d) (3d) D. D.E E(5s)(5s)E E(4s)(4s)E E(4f) (4f) 3 3、一个电子排布为、一个电子排布为1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1的元素最可的元素最可能的价态是能的价态是( )( ) A
31、.+1 B.+2 C.+3 D.-1 A.+1 B.+2 C.+3 D.-1 CA构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-31555 5、下列各原子或离子的电子排布式错误的是、下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )( ) A A. .Al 1sAl 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B B. .O O2-2- 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 C C. .NaNa+ + 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D D. .Si Si 1s1s2 22s2s2 22p2p2 26 6、下列表达方式错误的是下列表达方式错误的是(
32、 )( ) A A. .甲烷的电子式甲烷的电子式 B B. .氟化钠的电子式氟化钠的电子式 C.C.硫离子的核外电子排布式硫离子的核外电子排布式 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4 D. D.碳碳1212原子符号原子符号 12126 6C CDC构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3156小小 结结 元素符号电子式电子排布式结构示意图简化的电子排布式外围电子排布式Ca构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式2022-5-3157第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构第第3 3课时课时2022-5-3158
33、【教学目标教学目标】1.1.理解能量最低原理，及其运用理解能量最低原理，及其运用2.2.了解原子核外电子在一定条件下会了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单运用发生跃迁，了解其简单运用能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3159四.能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理能量最低原理: : 原子的电子排布遵循构造原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于能使整个原子的能量处于最低状态。最低状态。 基态原子基态原子: : 处于最低能量的原子处于最低能量的原子 ( (稳定稳定) )电子放电子放出能量出能量电子吸电子吸收能量收能量激
34、发态原子激发态原子: :基态原子的电子吸收能量后电子会基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级跃迁到较高的能级, ,变为激发态原子。变为激发态原子。 ( (不稳定不稳定) )如如：Na 1s22s22p63s1如如：Na 1s22s22p63p1【阅读阅读】 P7 四四 第一段第一段能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3160 基态与激发态的关系基态与激发态的关系原子光谱原子光谱基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量发射光谱发射光谱吸收光谱吸收光谱能量较高能量较高能量最低能量最低能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最
35、低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3161基态与激发态相互转化的应用基态与激发态相互转化的应用焰焰色色反反应应能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3162 焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态基态激跃迁到激跃迁到激发态激发态；处于激发态的电子是十分不；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约稳定的，在极短的时间内（约1010s s）便跃迁）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将
36、能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各量以一定波长（颜色）的光释放出来。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。到了各种色彩。 焰火呈现五颜六色的原因焰火呈现五颜六色的原因能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3163处于最低能量的原子处于最低能量的原子_ ,_ ,简称能量最低原理。简称能量最低原理。_叫做基态原子。叫做基态原子。 当
37、基态原子的电子吸收能量后，电子会当基态原子的电子吸收能量后，电子会_，变成激发态原子。电子从较，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将基态时，将_能量。光（辐射）是电能量。光（辐射）是电子子_能量的重要形式之一。能量的重要形式之一。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态 跃迁到较高能级跃迁到较高能级 释放释放 释放释放 能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3164 1 1、当镁原子由、当镁原子由1s1s2
38、 22s2s2 22p2p6 63s3s2 2 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63p3p2 2时，以下说法时，以下说法正确的是（正确的是（ ） A A镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B B镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C C镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量 D D镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量A A课堂练习课堂练习能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原
39、理、基态与激发态、光谱2022-5-31652 2、判断下列表达是正确还是错误？判断下列表达是正确还是错误？(1) 1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态属于激发态(2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态属于激发态构造原理：构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3166光的色散光的色散能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3167光谱：光谱：按一定次序排列的彩色光带按一
40、定次序排列的彩色光带能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3168用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3169锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱 特征特征:暗背景暗背景, 亮线亮线, 线状不连续线状不连续特征特征:亮背景亮背景, 暗线暗线, 线状不连续线状不连续能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3170原子光谱原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时
41、会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谱仪摄取各种元素的电子的吸收吸收光谱光谱或或发射光谱发射光谱，总称，总称原子光谱原子光谱。能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3171 光谱分析：光谱分析： 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为线来鉴定元素，称为光谱分析光谱分析。元素的发现等。元素的发现等锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发
42、态、光谱2022-5-3172化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。在与含量等。 光谱分析的应用通过原子光谱发现许多元素。通过原子光谱发现许多元素。如：如：铯铯（18601860年）和年）和铷铷（18611861年），其光谱中年），其光谱中有特征的篮光和红光。有特征的篮光和红光。又如：又如：18681868年科学家们通过太阳光谱的分析发年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体现了稀有气体氦氦。能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3173下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。下图是锂、氦、汞的吸收光谱和
43、发射光谱。其中图其中图_是原子由基态转化为激发态是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图时的吸收光谱，图_是原子由激发态是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3174课堂练习课堂练习2 2、关于光谱分析，下列说法错误的（、关于光谱分析，下列说法错误的（ ）A.A.光谱分析的依据是每种元素都有其独特的光谱分析的依据是每种元
44、素都有其独特的 特征谱线特征谱线 B.B.光谱分析不能用连续光谱光谱分析不能用连续光谱 C.C.光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱 D.D.分析月亮的光谱可得知月球的化学组成分析月亮的光谱可得知月球的化学组成 D能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-31753 3、在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（、在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（ ） A.A.太阳内部含有这些暗线所对应的元素太阳内部含有这些暗线所对应的元素 B.B.太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素 C.C.太阳大气层中
45、含有这些暗线所对应的元素太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素 D.D.地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素 C课堂练习课堂练习能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理、基态与激发态、光谱2022-5-3176第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构第第4 4课时课时2022-5-3177 【教学目标教学目标】1.1.了解核外电子的运动状态即原子轨道了解核外电子的运动状态即原子轨道2.2.了解泡利原理和洪特规则了解泡利原理和洪特规则3.3.理解满足基态原子的条件理解满足基态原子的条件4.4.学会用电子排布图表示核外电子排
46、布规律学会用电子排布图表示核外电子排布规律电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3178思考：思考：五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3179 核外电子核外电子质量小质量小( (只有只有9.119.111010-31 -31 kg)kg)，运动运动空间小空间小（相对于宏观物体而言），（相对于宏观物体而言），运动速率大运动速率大( (近近光速光速) )。核外电子运动的特征核外电子运动的特征无确定的轨道无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出，只能指出
47、其在核外空间某处出现的机会的多少其在核外空间某处出现的机会的多少( (概率概率) )。测不准原理测不准原理( (海森堡海森堡) )电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3180电子云电子云: :电子在原子核外出现的概率分布图。电子在原子核外出现的概率分布图。1s1s电子在原子核外出现的概率分布图电子在原子核外出现的概率分布图 核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述【阅读阅读】P9电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3181 电子云电子云只是形象地表示只是形象地表示 电子出现在各点的电子出现在各点的概率概率高低高低, ,而实际上并不存在。而实际上并不存在。 小黑点不表示电
48、小黑点不表示电子，只表示电子在子，只表示电子在这里出现过一次。这里出现过一次。小黑点的疏密表示小黑点的疏密表示电子在核外空间内电子在核外空间内出现的机会的多少。出现的机会的多少。电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3182电子轮廓图的制作 常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道原子轨道。 P P10 10 最后一段最后一段电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3183电子云轮廓图电子云轮廓图原子轨道原子轨道S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的. .电
49、子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3184电子云形状电子云形状s s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同；电子出现的机会相同；p p电子云呈电子云呈哑铃形哑铃形 ( (或或纺锤形纺锤形) )；d d电子云是花瓣形；电子云是花瓣形；f f电子云更为复杂。电子云更为复杂。原子轨道原子轨道电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3185S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图* * S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的* * 能层序数能层序数n n越大越大, ,原子轨道半径越大原子轨道半径越大电子云与原子轨道电子云
50、与原子轨道2022-5-3186xyzxyzxyz* * P P能级的原子轨道是哑能级的原子轨道是哑铃形的铃形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个个原子轨道原子轨道, ,它们相互垂直它们相互垂直, ,分别以分别以P Px x,P ,Py y,P ,PZ Z表示表示。 P P能级的原子轨道图能级的原子轨道图电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3187五、电子云与原子轨道2. 2. 原子轨道原子轨道d d能能级级的的原原子子轨轨道道图图电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3188d能级的原子轨道图电子云与原子轨道电子云与原子轨道2022-5-3189f f能级的原子轨道图
