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第一节第一节 原子结构原子结构（第二课时）知识积累不符合构造原理。不符合构造原理。 原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、 或半充满状态具有较低的能量和较大的稳定性或半充满状态具有较低的能量和较大的稳定性如对于如对于CrCr原子而言，外围电子呈原子而言，外围电子呈3d3d5 54s4s1 1排布时，排布时，3d 3d 、4s4s轨道上的电子均为半满状态时，整个体轨道上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。系的能量最低。全充满：全充满： s2 p6 d10 f14半充满：半充满： s1 p3 d5 f7全全 空：空： s0 p0 d0 f0相对相对稳定稳定状态：状态：思考与交流思考与交流l电子排布式可以简化，如可以电子排布式可以简化，如可以把钠的电子排布式写成把钠的电子排布式写成Ne3s1。试问：上式方括号中的符号的试问：上式方括号中的符号的意义是什么？你能仿照钠原子意义是什么？你能仿照钠原子的简化电子排布式写出的简化电子排布式写出O、Si、Fe的简化电子排布式吗？的简化电子排布式吗？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 1s22s22p63s23p6BBC练习练习 1：练习练习2(1)电子排布式为电子排布式为1s22s22p63s23p6 某微粒，某微粒， 则该微粒符号是则该微粒符号是_(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_Cl- - 或或Ar第第3 3周期，第周期，第AA族族一、能量最低原理、基态与激发态、光谱一、能量最低原理、基态与激发态、光谱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使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态.2.基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫处于最低能量的原子叫基态原子基态原子;当基态原子的电子吸收能量后当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较电子会跃迁到较高能级成为高能级成为激发态原子激发态原子。释放能量释放能量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3.光谱与光谱分析光谱与光谱分析:（1）光谱：）光谱： 不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释不同元素原子的电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。的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。（2）光谱分析：）光谱分析：利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素如：如：1868年根据太阳光谱中有一条地球已知元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。素中所没有的鲜黄色的明线，发现了元素氦。n核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。n无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。n无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少出其在核外空间某处出现的机会多少概率。概率。1、核外电子运动的特征、核外电子运动的特征二、电子云与原子轨道二、电子云与原子轨道 电子云：电子在核外出现的概率图。电子云：电子在核外出现的概率图。l描述核外电子运动特征的图象。描述核外电子运动特征的图象。l电子云中的小黑点：并不是表示原子核外电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子的一个电子, ,而是表示电子在此空间出现的而是表示电子在此空间出现的机率。小黑点密度大的地方说明电子出现机率。小黑点密度大的地方说明电子出现的机会多，而小黑点密度小的地方说明电的机会多，而小黑点密度小的地方说明电子出现的机会少。子出现的机会少。2 2、核外电子运动状态的描述、核外电子运动状态的描述S S能级的原子轨道能级的原子轨道S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的. .3、原子轨道、原子轨道-把电子出现的概率约为把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道。原子轨道原子轨道 电子在原子核外的一个空间运动状态电子在原子核外的一个空间运动状态 定义定义 原子轨道与能级原子轨道与能级 ns能级能级 ns轨道轨道np能级能级 npx轨道轨道 npy轨道轨道 npz轨道轨道 nd能级能级 ndz2轨道轨道 ndx2y2轨道轨道 ndxy轨道轨道 ndxz轨道轨道 ndyz轨道轨道 同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道 简简并并轨轨道道原子轨道的电子云轮廓图原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图轨道的电子云轮廓图npx轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图 npy轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图 npz轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图 P P能能级级的的原原子子轨轨道道P P能级的原子轨能级的原子轨道是纺锤形的道是纺锤形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个个原子轨道原子轨道, ,它们它们相互垂直相互垂直, ,分别分别以以P P x x ,P,Py y ,P,PZ Z表表示示. . 说明：说明：（1）随）随n越大，原子轨道的半径越大。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）不同能层的同种能级的原子轨道形状 相似，只是半径不同。相似，只是半径不同。nd轨道电子云轮廓图轨道电子云轮廓图 四、泡利原理和洪特规则四、泡利原理和洪特规则 核外电子的基本特征核外电子的基本特征能层能层 能级能级 轨道轨道 自旋自旋 公转公转 自转自转 大范围大范围 小范围小范围 磁量子数磁量子数 自旋量子数自旋量子数 主量子数主量子数 角量子数角量子数 量子化描述量子化描述 1 1、泡利原理、泡利原理 每个轨道最多只能容纳每个轨道最多只能容纳2个电子个电子 且它们的自旋方向相反且它们的自旋方向相反 2 2、洪特规则、洪特规则 电子总是优先单独地占据简并轨道电子总是优先单独地占据简并轨道 且它们的自旋方向相同且它们的自旋方向相同 怎么填怎么填 填多少填多少 3 3、电子排布图、电子排布图 例：写出例：写出O原子的电子排布图原子的电子排布图 O原子的电子排布式：原子的电子排布式： 1s2 2s2 2p41s2 2s2 2p4原子结构的表示方法原子结构的表示方法 原子结构示意图原子结构示意图 电子排布式电子排布式 O原子：原子：1s2 2s2 2p4电子排布图电子排布图 1s 2s 2pO原子原子原子轨道能量高低有如下规律：原子轨道能量高低有如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量高低：）相同能层上原子轨道能量高低： nsnpndnf（2）形状相同的原子轨道能量高低：）形状相同的原子轨道能量高低： 1s2s3s4s（3）能层和形状都相同的原子轨道能量相）能层和形状都相同的原子轨道能量相 等：如：等：如：2Px=2Py=2Pz( (简并轨道）简并轨道）说明：说明：1 1、下图中，能正确表示基态硅原子的是（、下图中，能正确表示基态硅原子的是（ ） A B C DA A2电子由电子由3d能级跃迁至能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接能级时，可通过光谱仪直接 摄取（摄取（ ）A电子的运动轨迹图像电子的运动轨迹图像 B原子的吸收光谱原子的吸收光谱C电子体积大小的图像电子体积大小的图像 D原子的发射光谱原子的发射光谱B3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，下列说法正确的是（时，下列说法正确的是（ ） A碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B碳原子由激发态变为基态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碳原子要向外界环境释放能量 AC4若某基态原子的外围电子排布为若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则，则 下列说法正确的（下列说法正确的（ ）A该元素基态原子中共有该元素基态原子中共有3个电子个电子 B该元素原子核外有该元素原子核外有5个电子层个电子层C该元素原子最外层共有该元素原子最外层共有3个电子个电子D该元素原子该元素原子M能层共有能层共有8个电子个电子B5下列图象中所发生的现象与电子的跃迁下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（无关的是（ ）A B C DD 5按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。问题。 A的原子中只有一个能层且只含的原子中只有一个能层且只含1 个电子；个电子；B的原子的原子3p轨道轨道上得到上得到1个电子后不能再容纳外来电子；个电子后不能再容纳外来电子；C的原子的的原子的2p轨道上有轨道上有1个电个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；D的原子第三能层上有的原子第三能层上有8个个电子，第四能层上只有电子，第四能层上只有1个电子；个电子；E原子的外围电子排布为原子的外围电子排布为3s23p6。 （1）写出由）写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出（至少写出5个）：个）： ； （2）写出用上述元素组成的物质制得）写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式（的单质的化学方程式（至少写出至少写出2个）：个）： 、 ； （3）检验某溶液中是否含有）检验某溶液中是否含有D+的离子，可通过的离子，可通过_反应来反应来实现；实现； 检验某溶液中是否含有检验某溶液中是否含有B的离子，通常所用的试剂是的离子，通常所用的试剂是_和和_ （4）写出）写出E的元素符号的元素符号_，要证明太阳上是否含有，要证明太阳上是否含有E元素，可采元素，可采用的方法是用的方法是_。（1）KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3等等（2）2H2O 2H2+O2 2K+2H2O=2KOH+H2 （3）焰色）焰色 AgNO3、稀稀HNO3（4）Ar 对太阳光进行光谱分析对太阳光进行光谱分析