1、问题:宇宙大爆炸是怎么回事?物质是由原子构成的,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?那么原子是怎样诞生的呢?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,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。
2、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。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 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,
3、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。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近代科学原子论(1803年)v一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。v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原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子(1897年)v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。v汤姆生原
4、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汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生汤姆生粒子散射实验(1909年)原子有核v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。v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
5、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卢瑟福(E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型粒子散射实验Au卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型玻尔原子模型(玻尔原子模型(19131913年)年)v玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。v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。v不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔(N.Bohr,1885N.Bohr,18851962
6、)1962)玻尔原子模型玻尔原子模型玻尔原子模型(玻尔原子模型(19131913年)年)电子云模型电子云模型(电子云模型(19351935年)年)现代物质结构学说现代物质结构学说氢原子氢原子电子云电子云图图原子原子核质子中子MAZ(几乎集中原子的全部质量)(Z个)(Z个)(AZ)个(其运动空间几乎占据了原子的整个体积)电子1、原子结构的了解、原子结构的了解知识知识回顾回顾知识知识回顾回顾质量数质量数化合价化合价所带正、负电荷数所带正、负电荷数质子数(核电荷数)质子数(核电荷数)所含所含X原子数原子数知识知识回顾回顾ZAZZnAZZnAZ二、二、能层与能级能层与能级(1 1)能层)能层 在多电子
7、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。每一个能层最多可容纳的电子数:2n2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1234567KLMNOPQK L M N O+能级能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f 在多电子原子中,同一能层的电子,能量可以不同,可以把它们分成能级。最多容纳电子数22 62 6 102 6 1014(2 2)能级)能级(电子亚层)能层KLMNO能
8、级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 最多容纳电子数22626102610 1426 281832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。以以s、p、d、f排序的各能级可容纳的的排序的各能级可容纳的的最多电子数最多电子数 依次为依次为2、6、10、14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:【问题解决】1 比较下列多电子原子的不同能层中能级的能量高低(1)1s、3d (2)3s、3p、3d
9、(3)2p、3p、4p2 将下列多电子原子的能级按照能量由高到低的顺序排列 1s、4p、2s、3s、5f、4s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?能级交错能级交错76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核核外外电电子子填填充充顺顺序序图图构造原理:构造原理:1s;2s 2p;3s
10、 3p;4s 3d 4p;规律规律 5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p;7s 5f 6d电子排布式电子排布式表示该能级填充的电子数目能级 虽先排4s后排3d,但电子排布式中先写3d,后写4s。26Fe(铁)电子排布式中最后2个能级应写为3d64s2,而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时,能层低的能级要写在左边,不能按填充顺序写。失电子的顺序:从外层到内层逐渐失去能层Fe:1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+:1s22s22p63s23p63d6Fe3+:1s22s22p63s23p63d5原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N1氢H2氦He3锂Li4铍Be5
11、硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s11s2 2s11s21s2 2s21s2 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N11钠Na12镁Mg13铝Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氩Ar1s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s21s2 2s22p6 3s23p11s2 2s22p6 3s23p21s2 2s22p6 3s23p31s2 2s22p6 3s23p41s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6原子序数元素名称元
12、素符号电子排布 K L M N19钾K20钙Ca21钪Sc22钛Ti23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni1s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d1 4s21s2 2s22p6 3s23p63d2 4s21s2 2s22p6 3s23p63d3 4s21s2 2s22p6 3s23p63d5 4s11s2 2s22p6 3s23p63d5 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d7 4s21s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2原子序
13、数元素名称元素符号电子排布 K L M N29铜Cu30锌Zn31镓Ga32锗Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p31s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p41s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p51s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p61s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2【思考】是否所有元素的基态原子的电子排布都
14、遵循构造 原理?铬、铜、银、金等【练习】请写出K+、S2-、Cu2+离子的电子排布式?K+:1s22s22p63s23p6S2-:1s22s22p63s23p6Cu2+:1s22s22p63s23p63d9【练习】请写出14、24、26、31号元素的简化电子排布式?K的简化电子排布式:Ar 4s1简化电子排布式简化电子排布式表示Ar(前一周期的稀有气体)的电子排布(原子实)K的电子排布式:1s22s22p63s23p64s114Si:Ne 3s23p224Cr:Ar 3d54s126Fe:Ar 3d64s231Ga:Ar 3d104s24p1 化学反应中,原子的外围电子发生变化,而“原子实”不
15、受影响。所以描述原子核外电子排布式时可省去“原子实”,仅写出原子的外围电子排布式(对于主族元素的原子,外围电子又称价层电子或价电子)。K原子的外围电子排布式:4s1Fe原子的外围电子排布式:3d64s2(1 1)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能使整个原子的能原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于量处于最低状态。处于最低能量状态的原子处于最低能量状态的原子(稳定稳定)基态原子:(2)基态与激发态基态与激发态当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
16、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。跃迁到较高能级跃迁到较高能级 释放释放 释放释放 激发态原子激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级较高的能级,变为激发态原子。变为激发态原子。(不稳定不稳定)四四.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、光谱基态激发态吸吸收收能能量量释释放放能能量量光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一吸收光谱发射光谱 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
17、素的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。原子光谱原子光谱核外电子的跃迁核外电子的跃迁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 焰色焰色 反应反应 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,并在跃迁过程中将能量以一定波长(颜色)的光释放出来。由于各
18、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 1.1.当镁原子由当镁原子由1s1s2 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
19、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2.2.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
20、4p;5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p;7s 5f 6d光的色散光的色散光谱:光谱:按一定次序排列的彩色光带按一定次序排列的彩色光带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(1860
21、1860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。光谱分析方法的建立1853年 发明本生灯温度达2300,且没有颜色 本生利用本生灯研究各种金属盐类在火焰中呈现不同颜色的现象下图是锂、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
22、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。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 D3.3.在
23、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 课堂练习课堂练习C宏观、微观宏观、微观运动的不同运动的不同宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大(接近光速)很大(接近光速)位移位移可测可测位移、能量位移、能量不
24、可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述(画图或函数描述(画图或函数描述)用电子云描述用电子云描述(用出现机会的大小描述)(用出现机会的大小描述)五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 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。(1 1)电子云电子云核外电子运动的形象描述核外电子运动的形象描述(2 2
25、)原子轨道:原子轨道:50%90%绘制电子云的轮廓图的方法:绘制电子云的轮廓图的方法:等密度面等密度面电子云轮廓图:表示电子在核外空间经常出现的区域。电子云轮廓图:表示电子在核外空间经常出现的区域。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来,把这种电子云轮廓图称为原子轨道s能级的原子轨道图(球形)ns能级只有一个原子轨道,球形n越大,原子轨道半径越大S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图p能级的原子轨道图(纺锤形)np能级有三个能量相等能量相等的原子轨道,px、py、pz,纺锤形,相互垂直。n越大,原子轨道半径越大2p3pP能级的原子轨道图d能级的原子轨道图思考:思考:回忆回忆 s p d f
26、s p d f 能级分别最多容纳电子个数?能级分别最多容纳电子个数?P5 第二段最后一句话第二段最后一句话6s 4f 5d 6p5s 4d 5p4s 3d 4p3s 3p2s 2p1s能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”能级组能层(n)12345符号KLMNO能级sspspds pdfspdfg轨道1131351 35713579轨道容纳电子数2262610 2 610 142610 14 18最多容纳电子数28183250原子核外电子的排布原子核外电子的排布+现代原子结构模型原子轨道能级spdf原子轨道数13571s2s3s4s5s2p3p4p5p3d4d5d4f5f5g(3)核外电子的排
27、布原则)核外电子的排布原则 能量最低原理自然界的普适规律观察下图,这些图称为原子的观察下图,这些图称为原子的电子排布图电子排布图。1.1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子?每个原子轨道最多只能容纳几个电子?2.2.当电子排在同一个能级内时,有什么规律?当电子排在同一个能级内时,有什么规律?科学探科学探究究 1 1个原子轨道里最多只能容纳个原子轨道里最多只能容纳2 2个电子,且自旋个电子,且自旋方向相反方向相反(顺时针、逆时针顺时针、逆时针)。-泡利原理泡利原理 当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。独占据一个轨
28、道,而且自旋方向相同。-洪特规则洪特规则 泡利泡利(Pauli),(Pauli),奥地利科学家奥地利科学家,对于量子力学的形成以及原子结构对于量子力学的形成以及原子结构理论的发展有重大的贡献,获得理论的发展有重大的贡献,获得19451945年诺贝尔物理奖。他对科学理年诺贝尔物理奖。他对科学理论有着很深刻的洞察力,语锋犀利,论有着很深刻的洞察力,语锋犀利,被称为被称为“理论物理学的心脏理论物理学的心脏”。泡利原理泡利原理 一个原子轨道中最多只能容一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,且这两个电子的自纳两个电子,且这两个电子的自旋方向必须相反,此时体系最稳旋方向必须相反,此时体系最稳定,原子的总能量
29、最低。定,原子的总能量最低。泡利不相容原理泡利不相容原理电子排布式电子排布式1s 2s电子排布图电子排布图 用一个表示一个原子轨道,用一个表示一个原子轨道,在中用在中用“”或或“”表示该轨表示该轨道上排入的电子。道上排入的电子。Li:1s22s1洪特规则洪特规则 对于基态原子,电子在能量相同对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。的轨道并且自旋方向相同。C:1s2 2s22p21.每个原子轨道上最多能容纳每个原子轨道上最多能容纳_个电子,个电子,且自旋方向且自旋方向_科学研究科学研究2.当电子排在同一能级时有什么规律?
30、当电子排在同一能级时有什么规律?当电子排布在同一能级的不同轨道时,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是总是_,而且自旋,而且自旋方向方向_洪特规则洪特规则2不同不同泡利原理泡利原理首先单独占一个轨道首先单独占一个轨道相同相同NOC练习练习1:写出写出 24Cr 29Cu 电子排布式电子排布式29Cu 1s22s22p63s23p63d104s124Cr 1s22s22p63s23p63d54s1洪特规则特例:洪特规则特例:洪特规则特例:洪特规则特例:相对稳定的状态相对稳定的状态全充满(全充满(p6,d10,f14)全空时(全空时(p0,d0,f0)半充满(半充满(p3,d5,f7)泡利原理泡
31、利原理:洪特规则洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占一个轨道(即分占时,总是优先单独占一个轨道(即分占不同的轨道),而且自旋状态相同。不同的轨道),而且自旋状态相同。一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳2 2个电子,个电子,而且自旋方向相反。而且自旋方向相反。洪特规则特例:全空、半充满、全充满时相对稳定铁原子的电子排布图铁原子的电子排布图洪特规则洪特规则泡利原理泡利原理能量最低原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s 能量最低原理表述的是能量最低原理表述的是“整个原子处整个原子处于能量最低状态于能量最低状态”,而不是说电子填充到,而不
32、是说电子填充到能量最低的轨道中去,泡利原理和洪特规能量最低的轨道中去,泡利原理和洪特规则都使则都使“整个原子处于能量最低状态整个原子处于能量最低状态”。注意:注意:小结:核外电子排布规则小结:核外电子排布规则1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 3.3.洪特规则洪特规则 原子的电子式、原子结构示意图、核外电子排布式、电子排布图(轨道表示式)。轨道表示式电子排布式原子结构示意图电子式1s2s2p1s22s22p2+6 2 4C以C为例:简化电子排布式He2s22p2 以下是表示铁原子的以下是表示铁原子的3 3种不同化学用语。种不同化学用语。结构示意图结构示意图电
33、子排布式电子排布式电子排布图(轨道电子排布图(轨道表示式)表示式)铁铁原原子子1s22s22p63s23p63d64s2 请你通过比较、归纳,分别说出请你通过比较、归纳,分别说出3 3种不同化学用语所能种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。反映的粒子结构信息。结构示意图结构示意图:能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数:能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数 及各能层上的电子数。及各能层上的电子数。电子排布式电子排布式:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级 上的电子数。上的电子数。电子排布图电子排布图:能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子:
34、能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子 分布情况,自旋方向。分布情况,自旋方向。3.3.其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是(其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是()ABCDC4.当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由转变为转变为时时,下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A.A.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B.B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C.C.碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量D.D.碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量A C 1s2s2p3s3p3d5 5下列有关原子轨道的叙述中不
35、正确的(下列有关原子轨道的叙述中不正确的()A.A.氢原子的氢原子的3s3s轨道能量较轨道能量较3p3p能级低能级低 B.B.锂原子的锂原子的2s2s与与5s 5s 轨道皆为球形分布轨道皆为球形分布 C.pC.p能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层序数的能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层序数的增加,增加,p p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D.D.能层能层n n4 4的原子轨道最多可容纳的原子轨道最多可容纳1616个电子个电子课堂练习课堂练习CD6 6基态碳原子的最外能层的各能级中,基态碳原子的最外能层的各能级中,电子排布的方式正确的是(电子排布的方式正确的是()A B C DA B C
36、 DC课堂练习课堂练习小结:小结:一、原子核一、原子核外电子排布外电子排布遵循的原理遵循的原理和规则和规则二、原子核二、原子核外电子排布外电子排布的表示式的表示式能量最低原则能量最低原则泡利不相容原理泡利不相容原理洪特规则洪特规则电子排布式电子排布式电子排布图电子排布图确定原子序数确定原子序数方法导引方法导引 解答基态原子电子排布问题的一般思路:解答基态原子电子排布问题的一般思路:能量最低原则能量最低原则能级排布能级排布电子排布电子排布泡利不相容原理泡利不相容原理洪特规则洪特规则小结:小结:巩固练习巩固练习1 1、某元素原子序数为、某元素原子序数为2424,试问:,试问:(1)(1)该元素电子
37、排布式:该元素电子排布式:1s1s2 2 2s 2s2 22p2p6 6 3s 3s2 23p3p6 63d3d5 5 4s4s1 1(2)(2)它有它有 个能层;个能层;个能级;占有个能级;占有 个原子轨道。个原子轨道。(3)(3)此元素有此元素有 个未成对电子;它的价电子个未成对电子;它的价电子数是数是 。6 64 47 715156 6巩固练习巩固练习核电荷数元素符号电子排布式周期表中位置Be1s22s22p63s23p129Ge2 2、填表:、填表:41s1s2 22s2s2 2第第2 2周期第周期第AA族族13第第3 3周期第周期第AA族族Al221s22s22p63s23p63d2
38、4s2TiCu第第4 4周期第周期第BB族族1s22s22p63s23p63d104s1第第4 4周期第周期第BB族族321s22s22p63s23p63d104s24p2第第4 4周期第周期第AA族族LiBeBC1s2s1s2s2p1s2s2p1s2sNO1s2s2p1s2s2pFNe1s2s2p1s2s2p【思考思考】请写出第二周期元素原子的电子排布图(即轨请写出第二周期元素原子的电子排布图(即轨 道表示式)?道表示式)?【练习练习】某元素原子的最外层某元素原子的最外层2p轨道上有轨道上有2个未成对电个未成对电 子。请写出该元素原子的价层电子的轨道表示式子。请写出该元素原子的价层电子的轨道
39、表示式?【练习练习】请写出第四周期元素的电子排布的轨道表示式请写出第四周期元素的电子排布的轨道表示式O2s2pF2s2p【练习练习】某元素原子的某元素原子的L层上有层上有3对成对电子。请写出该对成对电子。请写出该 元素原子的价层电子的轨道表示式元素原子的价层电子的轨道表示式?C2s2p 鲍林(鲍林(PaulingPauling),),卓越的美国化学家。主卓越的美国化学家。主要研究结构化学,曾获要研究结构化学,曾获19541954年诺贝尔化学奖和年诺贝尔化学奖和19631963年诺贝尔和平奖。年诺贝尔和平奖。周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期周期(H-He):2 种元素种元素第第2周期周
40、期(Li-Ne):8 种元素种元素第第3周期周期(Na-Ar):8 种元素种元素第第4周期周期(K-Kr):18 种元素种元素第第5周期周期(Rb-Xe):18 种元素种元素第第6周期周期(Cs-Rn):32 种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期:周期:26种元素种元素镧镧57La 镥镥71Lu 共共15 种元素称镧系元素种元素称镧系元素锕锕89Ac 铹铹103Lr 共共15 种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 =电子层数电子层数(能层数)(能层数)(横行)(横行)知识回顾:知识回顾:元素周期表的结构(由元素周期表的结构(由周期周期与与族族构成)构成)族族主族:主族:副族:
41、副族:A,A,A,A,A,A,A 第第VIII 族:族:稀有气体元素稀有气体元素主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数=价电子数价电子数=最高正价数最高正价数(纵行)(纵行)零族:零族:共七个主族共七个主族B,B ,B,B,B,B,B 共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(第第8、9、10),位),位于于 B 与与B中间中间 知识回顾:知识回顾:元素周期表的结构元素周期表的结构(由(由周期周期与与族族构成)构成)元素周期表从元素周期表从左到右族顺序依次左到右族顺序依次为:为:A,A,B,B,B,B,B,第第VIII 族族;B,B ,A,A,A,A,A,零族零族_(1)同一周期元素结构和性质
42、具有一定的递变性同一周期元素结构和性质具有一定的递变性;从左;从左到右原子半径逐渐到右原子半径逐渐 ,失电子能力逐渐,失电子能力逐渐 ,得电,得电子能力逐渐子能力逐渐 ,元素的金属性逐渐,元素的金属性逐渐 ,非金属性逐,非金属性逐渐渐 ,对应氢化物的稳定性逐渐,对应氢化物的稳定性逐渐 ;最高价氧;最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐化物对应的水化物的酸性逐渐 ;碱性逐渐;碱性逐渐 ;(2)同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变性性;同一主族,从上到下:原子半径逐渐;同一主族,从上到下:原子半径逐渐 ,失电子,失电子能力逐渐能力逐渐 ,得电子能力逐
43、渐,得电子能力逐渐 ,金属性逐,金属性逐渐渐 ,非金属性逐渐,非金属性逐渐 ;对应氢化物的稳定性;对应氢化物的稳定性逐渐逐渐 ;最高价氧化物对应的水化物的酸性逐;最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐渐 ;碱性逐渐;碱性逐渐 ;二、原子结构和性质周期性变化二、原子结构和性质周期性变化复习回忆减小减小减弱减弱增强增强减弱减弱减弱减弱增强增强增强增强增强增强增大增大增强增强增强增强增强增强减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱思考与探究1、以第三周期为例,、以第三周期为例,写出钠、镁、铝、硅、磷、写出钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并观观察原子的核外
44、电子排布变化有什么规律?察原子的核外电子排布变化有什么规律?最外层电子排布从最外层电子排布从1 1个电子个电子(ns(ns1 1)到到 8 8个电子个电子(ns(ns2 2npnp6 6)呈周期性变化呈周期性变化.结论:随着核电荷数的增加,核外电子的结论:随着核电荷数的增加,核外电子的排布发生周期性的变化。排布发生周期性的变化。(一)元素周期系的形成(一)元素周期系的形成(1)周期系的形成周期系的形成随着元素原子的核电荷数的递增,每到出现随着元素原子的核电荷数的递增,每到出现_,就开始建立一个新的电子层,随后,就开始建立一个新的电子层,随后最外层上的电子逐渐增多,最后达到最外层上的电子逐渐增多
45、,最后达到8个电子,个电子,出现出现_;这样形成一个;这样形成一个_,循,循环往复形成周期系。环往复形成周期系。碱金属碱金属稀有气体稀有气体周期周期(2)原因:原因:_的周期性重的周期性重复。复。原子核外电子排布原子核外电子排布一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表原子序数元素名称元素符号电子排布3锂Li11钠钠19钾K37铷Rb55铯Cs1s22s11s22s22p63s11s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d104s24p65s1碱金属的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1Xe6s1He2s1Ne3
46、s1Ar4s1Kr5s1 每到出现碱金属,就开始建立一个新的电子层。随后最外层上的电子逐渐增多,最后达到8个电子,出现稀有气体。元素周期系的形成是元素原子核外电子排布发生周期性的重复。(二二)原子的电子排布与周期的划分原子的电子排布与周期的划分(1)观察周期表观察周期表,我们会发现我们会发现,每一周期的第一种元素每一周期的第一种元素(除第一周期外除第一周期外)是是 _,最外层电子排布为最外层电子排布为_,每一周期的最后一种元素都是每一周期的最后一种元素都是 _ ,这些元素的最外层电子排布除这些元素的最外层电子排布除He为为1s2 外外,其余都是其余都是_.碱金属碱金属nsns1 1稀有气体稀有
47、气体nsns2 2npnp6 6(2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的元素的_.能层数能层数结论:随着核电荷数的增加,核外电子的排布发生周结论:随着核电荷数的增加,核外电子的排布发生周期性的变化。期性的变化。一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表周期序数周期序数=能层数能层数1、写出每个周期开头第一个元素的最外层电、写出每个周期开头第一个元素的最外层电子的排布式?子的排布式?ns1(n表示电子层数表示电子层数)第一周期:第一周期:s2 其它周期:其它周期:ns2np6(n为电子层数为电子层数)2、写出每个周期最后一个元素的最外
48、层电子的、写出每个周期最后一个元素的最外层电子的排布式?排布式?3、同族主族元素的价电子层有何规律?、同族主族元素的价电子层有何规律?相同相同4、同族过渡元素的价电子层有何规律?、同族过渡元素的价电子层有何规律?价电子层上的电子总数相等价电子层上的电子总数相等5、零族元素的价电子层有何规律?、零族元素的价电子层有何规律?除氦外,其它相同除氦外,其它相同主族:主族:最后一个电子排入ns或np能级副族:副族:最后一个电子排入(n-1)d或(n-2)f能级BBB、B族序数最外层电子数零族:零族:稳定结构ns2np6(He除外)族:族:最后一个电子排入(n-1)d多数元素在化学反应中价数不等于族数族序
49、数=原子的最外层电子数=价电子数族序数价电子数=(n-1)d+ns的电子数(三三)原子的电子排布与族的划原子的电子排布与族的划分分v1 1、已知某元素的原子序数是、已知某元素的原子序数是2525,写出该元,写出该元素原子的价电子层结构式,并指出该元素所素原子的价电子层结构式,并指出该元素所属的周期和族。属的周期和族。其排布式为其排布式为ArAr3d3d5 54s4s2 2,由于最高能级组数为由于最高能级组数为4 4,其中有,其中有7 7个价电个价电子,故该元素是第四周期子,故该元素是第四周期BB族。族。课堂练习按照电子排布,可把周期表的元素划分为按照电子排布,可把周期表的元素划分为5 5个区:
50、个区:s s区、区、p区、区、d d区、区、dsds区、区、f f区区。划分区的依据。划分区的依据是什么?是什么?s s区、区、d d区、区、p p区分别有几个纵列?区分别有几个纵列?区的名称来自按照构造原理最后填充的区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号能级的符号思考与探究(四)、元素周期表的分区(四)、元素周期表的分区1、s区:区:特点:特点:价电子数价电子数=主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数 并不是所有价电子层为并不是所有价电子层为ns1或或2的元素都在的元素都在S区,区,He除外除外(它在(它在p区)区)注意:注意:除除H外,都是金属元素外,都是金属元素含含A与与A共两