化学选修3第一章第一节上课.ppt

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）【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3.3.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原子核外电子的排布原子核外电子的排布问题：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？P4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？宇宇宙宙年年龄龄距距近近约约140140亿亿年年，地地球球年年龄龄已已有有4646亿亿年。年。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宇宙大爆炸宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子小时：大量氢原子、少量氦原子极少量锂原子极少量锂原子140亿年后的今天：亿年后的今天：氢原子占氢原子占88.6%氦原子为氢原子数氦原子为氢原子数1/8其他原子总数不到其他原子总数不到1%99.7%2 2、地球中的元素、地球中的元素 绝大多数为金属元素绝大多数为金属元素包括稀有气体在内的非金属仅包括稀有气体在内的非金属仅22种种地壳中含量在前五位：地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca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，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.DaltonJ.Dalton,1766,17661844)1844)道道尔尔顿顿原原子子模模型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)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英国物理学家汤姆生（J.J.ThomsonJ.J.Thomson,1856,185619401940）汤汤姆姆生生原原子子模模型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卢瑟福（E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)卢卢瑟瑟福福原原子子模模型型粒子散射实验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）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)玻玻尔尔原原子子模模型型玻尔原子模型（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近近代代原原子子论论发发现现电电子子带带核核原原子子结结构构模模型型轨轨道道原原子子结结构构模模型型电电子子云云模模型型复习复习:化学必修已经学过的内容化学必修已经学过的内容 两个关系式两个关系式:核电荷数核电荷数=质子数质子数=核外电子数核外电子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数 即即 A=P+N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1.原子核外电子的排布是分层的（以原子核为中心能量不同的电子在离核不同距离的区域内运动）离核近（内层）离核近（内层）能量低；能量低；离核远（外层）离核远（外层）能量高能量高与核的距离 由近到远电子层（n）1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q.2、核外电子排布遵守能量最低原理即先排满能量低的电子层，再排能量高的电子层先排满能量低的电子层，再排能量高的电子层。3、各个电子层上最多能容纳的电子数是：2n2个个4、最外层电子数最外层电子数8 （K层是最外层时2）次外层电子数次外层电子数18（提示：各个规律是相互联系的不能（提示：各个规律是相互联系的不能孤立的理解）孤立的理解）二、二、能层与能级能层与能级（1 1）能层）能层 在多电子的原子在多电子的原子核外电子的能量是不同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。电子层电子层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1234567KLMNOPQ(2)(2)、能级、能级 同一个能层中电子的能量相同的电子亚层同一个能层中电子的能量相同的电子亚层能级名称：能级名称：s、p、d、f能级符号：能级符号：ns、np、nd、nf n代表能层代表能层能层能层:一一二二三三四四KLMN1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f能级：能级：最多最多容纳电子的数量容纳电子的数量s:2p:6d:10f:14注意问题注意问题 能层与能级的关系能层与能级的关系 每一能层的能级从每一能层的能级从s开始，开始，s,p,d,f能层中能级的数能层中能级的数=能层的序数能层的序数能量关系能量关系 EK EL EM ENEns Enp End EnfEns E(n+1)s E(n+2)s E(n+3)sEnp E(n+1)p E(n+2)p E(n+3)p能层能层KLMN能级能级能级能级电子电子数数能层能层电子电子数数1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f22226661010 1422n2818322n22n22n2【学与问学与问】2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的序不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？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？第一能层只有第一能层只有1 1个能级个能级(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、ff排序的各能排序的各能级可容纳的最多电子数依次为级可容纳的最多电子数依次为1 1、3 3、5 5、7 7的二倍的二倍!【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，所容纳的电子数是级，所容纳的电子数是相同的，但是能量是不同的。相同的，但是能量是不同的。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：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+19289+192881猜想二：猜想二：1s22s22p63s23p64s1 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随原子核电荷数随原子核电荷数递增，绝大多数递增，绝大多数原子核外电子的原子核外电子的排布遵循如右图排布遵循如右图的排布顺序，这的排布顺序，这个排布顺序被称个排布顺序被称为为构造原理构造原理。填。填满一个能级再填满一个能级再填下一个能级下一个能级【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 3p；4s 3d 4p；规律规律 5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d问题解释：问题解释：猜想一：猜想一：1s22s22p63s23p63d1+19289+192881猜想二：猜想二：1s22s22p63s23p64s1 构造原理中排布顺序的实质(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序：(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)4 4、电子排布式：、电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。的排布的电子数。NaNa：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1能层序数能层序数该能级上排布的电子数该能级上排布的电子数能级符号能级符号K KL LM MFeFe：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2K KL LM MN N按能层次序书写，按构造原理充入电子。按能层次序书写，按构造原理充入电子。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。4铍铍Be5硼硼B6碳碳C7氮氮N8氧氧O9氟氟F10氖氖Ne1s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p6氢氢 H H钠钠 Na Na 铝铝 AlAl1s1s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1例如例如钙钙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【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 Cu 。（4 4）3232Ge Ge 。1s22s22p61s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s24p2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Ca1 1、以下能级符号正确的是、以下能级符号正确的是 A A、6s B6s B、2d C2d C、3f D3f D、7p7p2 2、下列各能层中不包含、下列各能层中不包含p p能级的是能级的是A.N B.M C.L D.KA.N B.M C.L D.K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.Ar1s22s22p63s23p6BC练习练习 1 1：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4 4构构造造原原理理揭揭示示的的电电子子排排布布能能级级顺顺序序，实实质质是是 各各能能级级能能量量高高低低，若若以以E E 表表示示某某能能级级的的能能量量，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 AE E(3s)(3s)E E(2s)(2s)E E(1s)(1s)B BE E(3s)(3s)E E(3p)(3p)E E(3d)(3d)C CE E(4f)(4f)E E(4s)(4s)E E(3d)(3d)D DE E(5s)(5s)E E(4s)(4s)E E(4f)(4f)3 3一一个个电电子子排排布布为为1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1的的元元素素最最可可能的价态是能的价态是()()A A+1 B+1 B+2 C+2 C+3 D+3 D-1-1 CA5.5.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.Al 1sA.Al 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B.O B.O2-2-1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 C.NaC.Na+1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D.Si D.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()()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 CDCA 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？2 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、4sB1s、2s、3s、2pC2s、2p、3s、3pD4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习：练习：练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21362136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：；铁铁FeFe：；钴钴CoCo：；镍镍NiNi：；1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s2练习：请写出第四周期练习：请写出第四周期21362136号元素原子号元素原子的基态电子排布式。的基态电子排布式。铜铜CuCu：；锌锌ZnZn：；镓镓GaGa：；锗锗GeGe：；砷砷AsAs：；硒硒SeSe：；溴溴BrBr：；氪氪KrKr：；1s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6P7P7【思考与交流思考与交流】1 11s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12424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？注注 意意第一章第一章 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2 2课时）课时）3.3.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 4.4.了解泡利原理和洪特规则了解泡利原理和洪特规则 5.5.理解满足基态原子的条件理解满足基态原子的条件 6.6.学会用电子排布图表示核外电子排布规学会用电子排布图表示核外电子排布规律律 【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 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 焰色反应就是焰色反应就是 某些金属原子的电子在高温火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。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，因此在向基态跃迁由于各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能级差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，于是我们就看到了各种色彩。正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。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.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)1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态属于激发态(2)1s22s22p63d1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原子光谱原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时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。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 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。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。思考：思考：宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：n n可以准确地测出它们在某一时刻所处可以准确地测出它们在某一时刻所处的的 位置及运行的速度；位置及运行的速度；n n可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 核外电子核外电子质量小质量小(只有只有9.11109.1110-31-31 kg)kg)，运动空运动空间小间小（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 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)。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。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)；原子轨道原子轨道S 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*能层能层序数序数n n越大越大,原子轨道半径越大原子轨道半径越大*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原子轨道图原子轨道图S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图P能级的原子轨道图思考：思考：回忆回忆 s p d f 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？量子力学把垫子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道量子力学把垫子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道观察下图，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。方框表示原子轨道，箭头表示电子方框表示原子轨道，箭头表示电子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，总是优先单独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。占据一个轨道，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,对对于量子力学的形成以及原子结构理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。他对科学理论有年诺贝尔物理奖。他对科学理论有着很深刻的洞察力，语锋犀利，被着很深刻的洞察力，语锋犀利，被称为称为“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电子排布图电子排布图用一个用一个表示一个原子轨道，表示一个原子轨道，在在中用中用“”或或“”表示该轨表示该轨道上排入的电子。道上排入的电子。C:1s22s22P22s2P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：1s22s22p2N：1s22s22p3O：1s22s22p4练习练习1：创新设计创新设计 例例5，训练，训练5练习练习2：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 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（）ABCDC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AC1s2s2p3s3p3d5 5下列有关原子轨道的叙述中不正确的（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 DC课堂练习课堂练习7 7、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：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。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Al221s22s22p63s23p63d24s2TiCu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