选修三 第一章原子的结构与性质学案.docx

选修三第一章原子的结构与性质第一节原子结构【阅读引言】思考并讨论：1、“物质的组成与结构”与“物质的性质与变化”两方面是什么关系?2、物质的组成与结构如何决定性质？分别举例说明。【讨论归纳】原性论与炼丹术物质的组成与结构决定物质的性质与变化元素组成与原子结构A第一章模型道尔顿汤姆生卢瑟福玻尔量子力学年代18031904191119131926依据元素化合时的质 量比例关系发现电子a粒子散射氢原子光谱近代科学 实验主要内容原子是不可再分 的实心小球葡萄干布丁式行星模型，轨道式原子 模型电子云模型模型 一【阅读思考】阅读教材P4 ”开天辟地一原子的诞生一宇宙是什么时候诞生的？我们的地球从那里来?【识图】P1第一章章图：人类对原子的认识史一一不同时期的原子结构模型是怎样的?【阅读】科学史话，说明思辩性推测与科学假设的关系。一、能层与能级L能层如下图，在多电子原子中，核外电子是运动的,的电子在离核远的区域里运动,的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的是不同的。能量不同的电子在的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即“电子层”（鹿）。表示方法:能层,-"四五六七1=3. vl勺KLMN0PQ最多容纳电子数能量高低( )一( )2.能级在含有多个电子的原子中，在同一能层（即相同）的电子，能量也可能，可以把它们分为不同，分别用 等表示。就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。（2）能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数（3）s、p、d、f能级可容纳的电子数为1、3、5、7的 倍。即：s_ p- d-能层-4四五六七 符号KLMN0PQ 能级 最多电 子数 （4）任一能层的能级总是从 开始，且该能层的能级数等于该 o 即：能级数=（5）在同一能层上不同能级的能量由低到高的顺序是 o不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而 o例如： E （Is）E（2s）E（3s）E（4s）【当堂测试】L现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢氢等发生的原子核的融合反响。这于一百多年前，普鲁特运用思辨 性推测作出“氢是所有元素之母”的预言，恰好“一致”。以下说法正确的选项是（）A.科学研究中假设能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程B.普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的C. “一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜想D. “现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的理论2.支撑“宇宙大爆炸”理论的重要事实之一是（）A.宇宙原子总数的88.6%是氢B.地球上的元素绝大多数是金属C.普鲁特“氢是元素之母”的预言 D.宇宙中存在少量稀有气体分子3.以下表达正确的选项是（）A.能级就是电子层B.每个能层最多可容纳的电子数是2/C.同一能层中的不同能级的能量高低相同D.不同能层中的s能级的能量高低相同4.以下能级符号错误的选项是（）A.5sB. 2pC. 3fD. 6p二、构造原理与电子排布式思考钾原子的原子结果核外电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9 ?按照能量高低，从左到右，写出每一能层对应的能级符号；画出多电子原子的电子填充顺序图能层7654321能层7654321能级.构造原理：随着原子 的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将按照上表顺序排布:即 Is、2s> 2p> 3s> 3p、3d> 4p、5s、5p> 6s、6p> 7s、,人们把它称之为构造原理。【思考】观察分析上述构造原理图(能级图)，回答以下问题：在多电子原子中，电子进入能级的先后应遵循的原理是什么？ 多电子原子核外电子排布是否完全遵循能层顺序？ 能级的能量高低主要是由哪些因素决定的？ 过关训练比拟以下多电子原子的能级的能量高低。.(l)2s 3s (2)2s 3d (3)3p 3s (4)4f 6f (5)3d 4s缶)3px 3Pz.电子排布式定义：将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的 角，并按照 从左到右的顺序排列的式子，称为电子排布式。写出以下元素的电子排布式Ti： ； Fe： ； Ni： (2)简化电子排布式：为了方便，把内层已达 原子结构的电子层结构的局部用稀有气体符号加中括号表示。如K： Is22s22P63s23PMs'其简化电子排布式可表示为：Ar4si,其中Ar代表Ar的核外电子排布式,即Is22s22P63s23P6。再如Fe的简化电子排布式为：Ar3d64s2。4 .原子外围电子排布式(即价电子排布式)由于原子的内层电子不参与化学反响，只有最外层电子发生变化(过渡金属元素的化合价与该原子的次 外层或倒数第三层的局部电子有关)，省去内层电子，仅写出可能参与反响的外围电子层的排布，即原子的外围电子排布式，又称价电子排布式。（见周期表）原子符号电子排布武筒化电子排布式外围电子排布式2°Ca2eFe29C1136Br【思考】1 .写出21、24、29、30号元素原子的电子排布式，思考是否都遵循构造原理?2 .能层序数越高，电子的能量一定越高吗？ 3 .在多电子原子中，失去电子的顺序该是怎样的呢？ 三、能量最低原理、基态与激发态、光谱L能量最低原理原子的电子排布遵循2 .基态原子与激发态原子3 .光谱与光谱分析光谱形成原因原子的电子排布遵循4 .基态原子与激发态原子5 .光谱与光谱分析光谱形成原因能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。处于最低能量甘*国/=基态原子原子吸收能量释放能量处于较应能量!激发太原子 （电子跃迁到较高能级）激发心原子不同元素原子的核外电子发生跃迁时会 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的 来鉴定元素的分析方法。思考：在国庆节、元旦、春节，我们经常放焰火来庆祝，请你思考这与原子结构有什么关系呢？【练习】L有人造小太阳美称的氢灯通电，灯泡发出耀眼的白光，产生这一现象的原因是（）oA.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红外线以外的光线B.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量C.在电流的作用下，氢原子与构成灯光的物质发生反响D.氯原子获得电子后转变成发出白光的物质2.当镁原子由Is22s22P63s2 -Is22s22P63P2时，以下说法正确的选项是（）A.镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B.镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C.镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量D.镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量3.以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是()D. Is22s22P63slA. Is22slB. Is22sl2PlC. Is22s22P63s之四、电子云与原子轨道1 .原子核外电子的运动特点(1)电子的质量(9.109 5 X 10-31 kg),带负电荷。(2)相对于原子和原子核的体积而言，电子运动的空间,(3)电子运动的速度,接近光速(3.0X 108 m.s-)2 .电子云 一一一 .一，(,)(b)(c)(d)(e)片叠印一片通一麻前”翩靖概念：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 分布的形象化描述。小黑点越密,表示概率密度越大。由于核外电子的 分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。【思考与交流】碘子的运动与宏观物体的运动有何不同？ 于论电子云图中的小黑点的含义是什么？小黑点的密度表示什么？ (2)电子云的形状二"yXPxs电子云呈形，只是能层不同 不同。p电子云呈形3 ,原子轨道的一个 称为一个原子轨道。定义：量子力学把电子在原子核外各能级所含原子轨道数目注意:P能级有 个原子轨道，它们互相垂直,分别以Px、Py、Pz表示。在同一能层中Px、Py、Pz的能量能级符号nsnpndnf轨道数目电子云形状形形(也称为简并轨道)五、泡利原理和洪特规那么【思考】回忆s、P、d、f能级分别最多容纳电子个数？如何得来？1 .泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，且它们的自旋状态 O【思考与交流】S原子中有多少种运动状态的电子？2 .洪特规那么：当电子排布在 能级的 轨道时，基态原子中的电子总是优先 占据一个轨道，而且自旋状态 O洪特规那么特例：能量相同的原子轨道，在全空（p°，d°,）、半充满（p3, d5, P）、全充满（p6, d10, f14） 状态时，体系的能量较低，原子较稳定。表示原子轨道，用箭头表示电子及其自旋方向。核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式以及价电3 .电子排布图：在电子排布图中，用 写出以下基态原子的电子排布图：0： ;Na： o【小结】分别写出S原子的原子结构示意图、电子式、 子排布图。【当堂测试】.假设将15P原子的电子排布式写成1S22s22P63s23底3p1”它违背了（）A.能量守恒原理 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特规那么.以下各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的选项是（）A. Ca2+： A22s22P63s23P6C. P：最外层电子排布图为B. F ： Is22s23P6D. Cr： Is22s22P63s23P63d44s21 .以下有关核外电子排布式不正确的选项是（）A.A.B.C.D.24Cr 的电子排布式：Is22s22P63s23P63d54slK的简化电子排布式：Ar4sliQIs/sN原子的电子排布图为O E3s原子的电子排布图为4n o）。3p4.以下电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是（63 ,以下有关电子排布图的表述正确的选项是()Is 2s2PApm。匹no可表示单核io电子粒子基态时电子排布Is 2s2Pb.TT| T71 |2| t | < |此图错误，违背了泡利原理2PC.|十| 十 |、|表示基态N原子的价电子排布Is 2s2Pm卫ill，表示处于激发态的b原子的核外电子排布图5.有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子 轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子的核外p电子数比s电子数少1, C为金属元素且原子核外p 电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道全满或半满。写出四种元素的元素符号：A. , B. , C. , D. o写出C、D两种元素基态原子电子排布图。C. , D. o6、处于前三周期的主族元素A、B、C、D,其离子半径逐渐增大，它们的原子中核外都有一个未成对电子。 A和D处于同一周期，0.2摩尔A单质可以从D的氢化物的水溶液中.置换出6.72 L氢气(标准状况)， 试回答：写出元素符号A： , B： , C： , D： o(2)比拟C和D的氢化物：沸点,稳定性,水溶液的酸性 o(3)元素A原子的轨道表示式为 o7、按要求回答以下问题(1)画出原子序数为1、3、5号原子的原子结构示意图；写出6、8、9号原子的电子式。(2)写出原子序数为11、13、14号原子的电子排布式，16、17号的基态原子的简化电子排布式。(3)写出原子序数为20、21、24、26、29号的基态原子的价电子排布式。(4)画出原子序数为33-35号的基态原子的价电子排布图。