1、2022-12-21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课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列选修选修3 3 物质结构与性质物质结构与性质2022-12-22 【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2022-12-23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2022-12-24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
2、么原子是怎样诞生的呢？么原子是怎样诞生的呢？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2022-12-25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），
3、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。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2022-12-26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
4、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，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2022-12-27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、-12-28近代科学原子论（1803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2022-12-29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
6、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开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-12-210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2022-12-211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
7、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开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-12-212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2022-12-213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2022-12-214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
8、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)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2022-12-215玻尔原子模型（玻尔原子模型（1913年）年）开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-12-216电子云模型电子云模型（电子云模型（1935年）年）开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-12-217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
9、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。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2022-12-218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
10、 开天辟地开天辟地原子的诞生原子的诞生2022-12-219二、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2022-12-220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2022-12-221（1）各能层最多能容纳各
11、能层最多能容纳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
12、排在能量 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2022-12-222（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2022-12-223能层KLMNO能级1s2s2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4
13、f5s 5p 最多容纳电子数22626102610 1426 281832能层与能级能层与能级2022-12-224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2022-12-225【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(
14、1s)(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2022-12-226【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，但是能量是不同
15、的。是相同的，但是能量是不同的。能层与能级能层与能级2022-12-227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2022-12-228A 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2022-12-229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
