【高中化学】原子结构第1课时(能层能级、构造原理与电子排布式课件 高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

章节内容第一章 原子结构与性质第一节 原子结构 第1课时 能层与能级 构造原理与电子排布人教版化学 选择性必修二 第一章 原子结构“葡萄干布丁”模型（汤姆生1904）电子分布在均匀的正电荷连续体内u原子结构模型的演变 原子结构模型的演变 实心球模型（道尔顿1803）原子是不可再分的12行星模型（卢瑟福1911）原子由原子核核外电子组成3圆形轨道模型（波尔1913）核外电子在特定轨道上高速运动4电子云模型（薛定谔1926）电子只能用概率大小来描述在某处出现的可能性5话题1 原子结构模型的演变公元前5 世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。1.道尔顿原子模型(1803年）原子是坚实的、不可再分的实心球。（化学原子论）一、关于原子（“”atom）2.汤姆生原子模型(1904 年)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，中和了正电荷，从而形成了中性原子。汤姆生汤姆生发现了电子发现了电子（“葡萄干布丁”模型）（西瓜模型）话题2 原子结构模型的演变一、关于原子（“”atom）卢瑟福a粒子轰击金箔实验3.卢瑟福原子模型（1911 年）原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。卢瑟福粒子散射实验粒子：带正电荷高能粒子(4He原子核)(“行星系式”原子模型)(核式模型)话题2 原子结构模型的演变一、关于原子（“”atom）4.玻尔原子模型(1913 年）v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（线型轨道）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。(电子分层排布模型)话题2 原子结构模型的演变(必修1 P88科学史话)一、关于原子（“”atom）5.电子云模型（19271935年）现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道氢原子电子云图话题2 原子结构模型的演变一、关于原子（“”atom）原子的核外电子排布核外电子的运动特点？电子是怎样排布的？有什么规律呢？核外电子运动的特点 电子的体积和质量都很小 电子运动空间相对很大(绝对空间小)电子绕核作高速运动(接近光速，约为108m/s）电子是做无规则的运动，没有确定的轨迹。原子的核外电子排布电子层：人们把电子运动的区域简化为不连续的壳层，称作“电子层”。1.能层(1)能层：根据核外电子的能量不同，将核外电子所处的不同区域分成不同的能层。原子的核外电子排布1.能层(2)序号及符号能层（n）1 2 3 4 5 6 7符号K L M N O P Q最多电子数每一层最多可以容纳的电子数为2n2(3)能量关系2 818 325072 98能层越高，离核越远，电子的能量越高，能量的高低顺序为 E(K)E(L)E(M)E(N)E(O)E(P)E(Q)。原子的核外电子排布小结：原子核外电子在能层中的排布规律 一般来讲，核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后依次排布在能量逐渐升高的能层。原子核外各能层最多容纳2n2个电子。最外层最多容纳8个电子（K层为最外层最多只能容纳2个电子。）次外层电子数目不能超过 个，倒数第三层电子数目不能超过 个。18 32原子的核外电子排布原子核外电子在能层中排布的表示方法原子结构示意图思考：对于多电子原子来说，同一能层的电子所具有的能量一样吗？多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。还可以把一个能层分为不同能级。原子的核外电子排布(1)含义：根据多电子原子的同一能层电子的能量不同，将它们分为不同能级。2.能级(2)能级数该能层序数。(3)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示注：任一能层的能级总是从s能级开始ns、np、nd、nf(4)能量关系：同一能层中，E(ns)E(np)E(nd)E(nf)原子的核外电子排布思考1：3d、4d、5d表示的是什么含义？它们所容纳的最多电子数相同吗？思考2：以s能级为例，不同能层的s能级间能量有何关系？s、p、d、f各能级能容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7的2倍。同一能层中，E(ns)E(np)E(nd)E(nf)不同能层，相同能级：E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)原子的核外电子排布思考：请从能层与能级的关系，解释为什么不同的能层所能容纳的最多电子数不同？能层(n)1 2 3 4 5 6 7 符号K L M N O P Q 能级 容纳的最多电子数 2n23.能层、能级与容纳的最多电子数1K2LMNOPQ345671s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g各能层的能级个数=能层序数任一能层的能级总是从s能级开始ns、np、nd、nf同一能层各能级能量顺序为：E(ns)E(np)E(nd)E(nf)s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7的二倍1.下列叙述正确的是A.f能级容纳的最多电子数是s能级容纳的最多电子数的7倍B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n1D.各能层含有的电子数为2n2导练2.下列能级符号表示正确的组合是5s2d3f6pA.B.C.D.原子光谱 问题：研究核外电子排布的实验依据是什么？研究原子结构的方法原子光谱光谱与可见光光谱光谱：按照一定能量次序排列的光带。可见光光谱：可以被人眼观察的光带。原子光谱氢原子光谱4.原子光谱原子光谱1.基态与激发态基态氢原子：处于能量最低状态的氢原子。激发态原子：基态原子吸收能量，其中的电子会跃迁到较高的能级/能层。一、原子光谱原子光谱2.原子光谱的产生 激发态原子不稳定，将会迅速释放能量（主要形式为光）回到能量较低的状态、甚至基态，形成原子的发射光谱。用光谱仪可以摄取各种原子发射光谱。锂、氦、汞的发射光谱4.原子光谱原子光谱原子光谱的产生4.原子光谱原子光谱烟火一些生活中的光现象霓虹灯激光我们看到的许多可见光都与原子核外电子跃迁释放能量有关4.原子光谱原子光谱 思考：为什么原子的发射光谱是线状不连续的？锂、氦、汞的发射光谱原子光谱能量的量子化位置和能量是不连续的位置和能量是连续的 E1 E2 E3 E44.原子光谱原子光谱2.原子光谱的产生 不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子吸收光谱。锂、氦、汞的吸收光谱4.原子光谱原子光谱3.原子光谱的类型各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱4.原子光谱原子光谱 4.原子光谱的应用He 氦 一种元素有一种原子光谱，一种个原子光谱对应着一种元素，可以用光谱仪摄取各种元素的原子光谱，鉴定元素4.原子光谱发现新元素原子光谱不同元素的焰色试验 4.原子光谱的应用4.原子光谱鉴别元素原子的核外电子排布思考：请同学们根据核外电子排布的规律画出K、Ca的原子结构示意图。核外电子在能级中依据什么规律排布？原子的核外电子排布（1）构造原理：在多电子原子中，电子优先排布在能量较低的能级，低能级排满后，再依次排布在能量较高的能级上。新增电子填入能级的顺序称为构造原理。4.构造原理与电子排布式能层 K L M N能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f填入电子数 1s2s 2p 3s 3p以基态17Cl原子为例，其核外电子按能级填充：【思考讨论】核外电子在能级中的排布顺序：原子的核外电子排布【巩固评价】根据构造原理分析19K核外电子在能级中的排布。+192 8 9+19 2 8 8 11s2s 2p 3s 3p 4s 3dK L M N1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s K L M N1s 2s 2p3s 3p 3d 4s 核外电子在能级中的排布顺序：E(4s)E(3d)能级交错从第三能层开始，随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层的现象。原子的核外电子排布76543214.构造原理与电子排布式构造原理：1s2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p（2）构造原理规律：ns(n-2)f(n-1)dnp(n为能层序数)原子的核外电子排布学以致用例1：请同学们根据构造原理分析Ca、Fe的核外电子在能级中的排布。能层 K L M N能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f填入电子数 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。（3）电子排布式右上能层1s1能层能级上容纳的电子数能级原子的核外电子排布1s2 2s22p6 3s23p6 4s220Ca1s2 2s22p6 3s23p6 3d64s226Fe原子的核外电子排布【练一练】根据构造原理请写出第136号元素原子的基态电子排布式。1s2 2s22p6 3s23p6 3d4 4s224Cr29Cu1s2 2s22p6 3s23p6 3d9 4s2 当p、d、f 能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构比较稳定原子的核外电子排布思考：按照构造原理写出稀有气体2He、10Ne、18Ar、36Kr的基态原子的最外层电子排布；除氦外它们的通式是什么？原子的核外电子排布 电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可以写成Ne3s1。请你分析Ne表达的含义。想一想Ne表示的是Ne的核外电子排布，也称为原子实。这种原子的核外电子排布的表示方法叫做简化电子排布式。（4）简化电子排布式稀有气体符号+剩余电子原子的核外电子排布【练一练】写出8O、14Si和22Ti的简化电子排布式。原子的核外电子排布（5）价层电子排布式 在化学反应中发生电子变动的能级（与化合价有关）称为价电子层（简称价层）规律：主族/0族元素：价层电子=最外层电子副族/第VIII族元素（过渡元素）：价层电子=最外层电子+次外层部分电子原子的核外电子排布【练一练】写出8O、14Si、17CI和26Fe的电子排布式、简化电子排布式和价层电子排布式。原子的核外电子排布 电子排布式也可以用于表示离子的核外电子排布，试写出Na+、Cl-和Fe2+的电子排布式。想一想写出原子的电子排布式判断原子得失电子的数目（价层电子）失电子的顺序由外向里得电子时，得到的电子填充在最外层的某个能级上