化学选修原子结构.ppt
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1、关于化学选修原子结构现在学习的是第1页,共59页1 1、进一步认识原子核外电子的分层排布、进一步认识原子核外电子的分层排布 2 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系3 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系4 4、能用符号表示原子核外的不同能级,初步知道量子数的涵义、能用符号表示原子核外的不同能级,初步知道量子数的涵义5 5、了解原子结构的构造原理,能用构造原理认识原子的核外电子排布、了解原子结构的构造原理,能用构造原理认识原子的核外电子排布 6 6、能用电子排布式表示常见元素(、能用电子排布式表示常见元
2、素(1-361-36号)原子核外电子的排布号)原子核外电子的排布 知识与技能知识与技能过程与方法:过程与方法: 复习和延伸、类比和归纳、能层类比楼层,能级类比楼梯。复习和延伸、类比和归纳、能层类比楼层,能级类比楼梯。情感和价值观:情感和价值观: 充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程现在学习的是第2页,共59页近代近代原子原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原子原子轨道轨道结构模型结构模型 科学家们经过近一个世纪的研究,已经基本揭开了原子结构的面纱现在学习的是第3页,共59页小结:人类探索物质结构的历史小
3、结:人类探索物质结构的历史德谟克利特德谟克利特的古代原子学说的古代原子学说道尔顿道尔顿的近代原子学说(模型)的近代原子学说(模型)汤姆生汤姆生原子模型原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型玻尔玻尔原子模型原子模型薛定谔薛定谔电子云模型电子云模型原子结构的衍变过程原子结构的衍变过程现在学习的是第4页,共59页1 1氢元素是宇宙中最丰富的元素。氢元素是宇宙中最丰富的元素。2 2宇宙年龄距今约宇宙年龄距今约140140亿年,地球年龄已有亿年,地球年龄已有4646亿年亿年3 3地球上的元素绝大多数是金属,非金属仅有地球上的元素绝大多数是金属,非金属仅有2222种种现在学习的是第5页,共59页数量关系:核
4、电荷数数量关系:核电荷数( (Z Z) = ) = 核内质子数核内质子数 = = 核外电子数核外电子数质量关系:质量数(质量关系:质量数(A A)= = 质子数(质子数(Z Z)+ + 中子数(中子数(N N)原子核原子核核外电子核外电子 Z个个质子质子 Z个个中子中子(AZ)个个原子原子 XA Z二二. .原子结构原子结构质量数:对质子和中子的相对质量取整数相加的数值,质量数:对质子和中子的相对质量取整数相加的数值, 即即近似原子量近似原子量电性关系:原子:电性关系:原子: 质子数核外电子数质子数核外电子数 (几乎集中原子的全部质量) (其运动空间几乎占据了原子的整个体积)现在学习的是第6页
5、,共59页构成原子的构成原子的粒子粒子电电 子子原原 子子 核核质子质子中子中子电性和电量电性和电量一 个 电 子一 个 电 子 带带一 个 单 位 负一 个 单 位 负电荷电荷,电量为电量为1.610-19C一 个 质 子一 个 质 子 带带一 个 单 位 正一 个 单 位 正电荷电荷不显电性不显电性质量质量(kg)9.10910-311.67310-271.67510-27相对质量相对质量1 / 18361.0071.008原子构成的粒子及其性质原子构成的粒子及其性质现在学习的是第7页,共59页原子质量主要集中在原子核上。原子质量主要集中在原子核上。原子核体积很小,只占原子体积的几亿分之一
6、原子核体积很小,只占原子体积的几亿分之一现在学习的是第8页,共59页【说明】:【说明】: 原子不是实心球体,在原子核外有一个原子不是实心球体,在原子核外有一个“很大很大”的空间的空间 供电子作高速运动。供电子作高速运动。 原子核与电子之间既存在吸引力,又存在排斥力。当达原子核与电子之间既存在吸引力,又存在排斥力。当达 到平衡时,电子既不会飞离出去,又不会紧贴在原子核上。到平衡时,电子既不会飞离出去,又不会紧贴在原子核上。 不是任何原子都由质子不是任何原子都由质子、中子和电子构成。如:中子和电子构成。如:氢原子氢原子。 在原子中,质子数一定等于核外电子总数,但不一定等于中子数。在原子中,质子数一
7、定等于核外电子总数,但不一定等于中子数。一般质子数一般质子数中子数。中子数。现在学习的是第9页,共59页 在多电子的原子中,核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异,可以将核外电子分成不同的能层。三:能层与能级能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多容纳电子数28183250每一个能层最多可容纳的电子数:2n2能层(电子层)现在学习的是第10页,共59页(1 1)先排能量低的电子层,再排能量高的电子层,)先排能量低的电子层,再排能量高的电子层,由里往外。由里往外。(2 2)每一层最多容纳电子数:)每一层最多容纳电子数:2n2n2 2个。个。(3 3)最外层电子数不超过)最外层电子数不超过8 8
8、个(个(K K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2 2个)。个)。(4 4)次外层电子数不超过)次外层电子数不超过1818个,倒数第三层不超过个,倒数第三层不超过3232个。个。核外电子的排布规律核外电子的排布规律: :(一低四不超)(一低四不超)现在学习的是第11页,共59页K L M N O+能级能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f最多容纳电子数2262610261014规定,任一能层的能级总是从规定,任一能层的能级总是从 s s 能级开始,依次称能级开始,依次称p p、d d、f f、g g能级能级在多电子原子中,同一能层的电子的能量也可能不同,在多电子原子中,同一
9、能层的电子的能量也可能不同,可以可以将它们分将它们分为不同的能级(即电子亚层)。为不同的能级(即电子亚层)。能级(电子亚层)现在学习的是第12页,共59页【学与问学与问】教材教材p5p51 1、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、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数(n)(n)间存在什么关系?间存在什么关系?2 2、不同能层分别有多少个能级,与能层的序数间存在什么、不同能层分别有多少个能级,与能层的序数间存在什么关系关系?3 3、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同?、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同?不同能层中的不同能
10、层中的s s、p p、d d、f f、g g能级能级最多最多能容纳的电子数是相同能容纳的电子数是相同的,各为:的,各为:s 1s 12 22 2p 3p 32 26 6d 5d 52 21010f 7f 72 21414g 9g 92 21818(2n2 )(所含能级个数能层序数(所含能级个数能层序数n n)现在学习的是第13页,共59页任一能层的能级数等于该能层的序数,依次用ns、np、nd、nf等表示英文字母相同的不同能级的能量高低顺序:英文字母相同的不同能级的能量高低顺序: 1s2s3s4s;2p3p4p; 3d4d不同能层中,符号相同的能级中容纳的最多电子数相同以s、p、d、f排序的各
11、能级可容纳的的最多电子数 依次为2、6、10、141、3、5、7的二倍。 在同一能层中,能级的能量高低是 nsnpndnf【特别提醒】【特别提醒】现在学习的是第14页,共59页【练习】【练习】1 1 比较下列多电子原子的不同能层中能级的能量高低比较下列多电子原子的不同能层中能级的能量高低(1 1)1s1s、3d 3d (2 2)3s3s、3p3p、3d 3d (3 3)2p2p、3p3p、4p4p2 2 将下列多电子原子的能级按照能量由高到低的顺序排列将下列多电子原子的能级按照能量由高到低的顺序排列 1s1s、4p4p、2s2s、3s3s、5f5f、4s4s现在学习的是第15页,共59页随原子
12、核电荷数递增,绝大多数原子核外电子的排布遵循随原子核电荷数递增,绝大多数原子核外电子的排布遵循如下图的排布顺序,这个排布顺序被称为构造原理。如下图的排布顺序,这个排布顺序被称为构造原理。四:多电子原子的核外电子排布构造原理四:多电子原子的核外电子排布构造原理现在学习的是第16页,共59页2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p1s能能量量升升高高能级交错能级能量高低的顺序能量升高能量升高4s3d4p 5s4d5p 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数增加而增加的电子填入能级的顺序不同层不同能级可由下面的公式得出不同层不同能级可由下面的公式得出: ns (n-2)f
13、 (n-1)d np (n为能层序数为能层序数)称为称为能级交错现象能级交错现象现在学习的是第17页,共59页电子排布式电子排布式表示该能级填充的电子数目能级 虽先排4s后排3d ,但电子排布式中先写3d,后写4s。26Fe(铁)电子排布式中最后2个能级应写为3d64s2,而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时,能层低的能级要写在左边, 不能按填充顺序写。失电子的顺序:从外层到内层逐渐失去能层Fe:1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+ :1s22s22p63s23p63d6Fe3+ :1s22s22p63s23p63d5现在学习的是第18页,共59页在书写电子排布式时,要从左
14、向右,根据构造原理,按能层能量递增的顺序排列。每个能层中的能级是按spdf能量递增的顺序排列,各能级上的电子数标在能级符号的右上角。能层低的能级要写在左边,不能按填充顺序写。 失电子的顺序:从外层到内层逐渐失去Fe2+ :1s22s22p63s23p63d6Fe3+ :1s22s22p63s23p63d5电子排布式的书写电子排布式的书写现在学习的是第19页,共59页 试书写试书写7 7N N、1717ClCl、1919K K、2626FeFe、2121ScSc、3535BrBr原子的核外电原子的核外电子排布式子排布式. .【练习】【练习】N:1s2 2s22p3Cl:1s2 2s22p6 3s
15、23p5K:1s2 2s22p6 3s23p6 4s1Fe:1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2Sc:1s2 2s22p6 3s23p63d1 4s2Br:1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p5根据构造原理只要我们知道原子根据构造原理只要我们知道原子序数就可以写出元素原子的电子排布序数就可以写出元素原子的电子排布式,这样的电子排布是基态原子的式,这样的电子排布是基态原子的。现在学习的是第20页,共59页原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N1氢H2氦He3锂Li4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s11s2 2s11s21s2 2s21s2
16、 2s22p11s2 2s22p21s2 2s22p31s2 2s22p41s2 2s22p51s2 2s22p6现在学习的是第21页,共59页原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N11钠Na12镁Mg13铝Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氩Ar1s2 2s22p6 3s11s2 2s22p6 3s21s2 2s22p6 3s23p11s2 2s22p6 3s23p21s2 2s22p6 3s23p31s2 2s22p6 3s23p41s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6现在学习的是第22页,共59页原子序数元素名称元素符号电子排布 K L
17、M N19钾K20钙Ca21钪Sc22钛Ti23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni1s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d1 4s21s2 2s22p6 3s23p63d2 4s21s2 2s22p6 3s23p63d3 4s21s2 2s22p6 3s23p63d5 4s11s2 2s22p6 3s23p63d5 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d7 4s21s2 2s22p6 3s23p63d8 4s2现在学习的是第23页,共59页
18、原子序数元素名称元素符号电子排布 K L M N29铜Cu30锌Zn31镓Ga32锗Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p21s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p31s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p41s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p51s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p61s2 2s22p6 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d10 4s2【思考】是否所有元素的基态原子的电子
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