激发态原子优秀PPT.ppt

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1、第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质1 原子结构原子结构 第一课时第一课时宇宙大爆炸模拟图一、开天辟地原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸大爆炸后约2小时，诞生了大量的H，少量的He和极少量的Li 我们今日熟悉的各种元素（原子），都是从那时起经验了漫长困难的物理化学变更，分批分期合成而来的1 1公元前公元前5 5世纪，希腊哲学家德世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为谟克利特等人认为 ：万物是由：万物是由大量的不行分割的微粒构成的，大量的不行分割的微粒构成的，即原子。即原子。219世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不行分割的实心球体。3

2、1897年英国科学家汤姆生发觉了电子原子是一个平均安排着正电荷的粒子，其中镶嵌着很多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子41911年，英国物理学家卢瑟福电子绕核旋转的原子结构模型51913年，丹麦科学家玻尔核外电子分层排布的原子结构模型620世纪20年头中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础电子云模型近代原子论发觉电子带核原子结构模型轨道原子结构模型电电子子云云模模型型原子原子核核外电子 质子 中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数 我们已经知道，多电子原子的核外电子的能量是不同的。原子核外电子是怎样排布的呢？排布规律：1.电子总是尽先排布在能量低的电子层上2.最外

3、层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）3.次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个4.各电子层最多容纳的电子数为2n2二二、能层与能级、能层与能级1.能层(1)概念：多电子原子的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。(2)表示方法及各能层最多容纳的电子数能层能层一一二二三三四四五五六六七七符号符号KLMNOPQ最多电最多电子数子数28183250钠的原子结构示意图为：11个电子分布在3个不同的能层，处于不同能层的电子的能量确定不同；那么，处于L层的8个电子其能量是否都相同呢？2.能级(1)概念：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不

4、同，还可以把它们分成能级。(2)表示方法及各能级所容纳的最多电子数：留意I.能级符号：ns、np、nd、nfII.能级能量关系(1)同能层能级：Ens Enp End Enf(2)不同能层同种能级：如E1s E2s E3s E4sIII.各能层容纳的最多电子数为2n2各能层拥有的能级种数：能级种数=能层序数IV.各能级容纳的最多电子数ns：2；np：6；nd：10；nf：14三三、构造原理与电子排布式、构造原理与电子排布式1.构造原理构造原理的能级组：1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p；6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d 7p能级交织现象不同能层不同能级的电

5、子填充依次：ns (n-2)f (n-1)d np2.电子排布式依据构造原理先按能量由低到高的依次依次写出能级符号，再用数字在能级符号右上角标明该能级上的电子数，即原子的电子排布式。如Na的电子排布式为1s22s22p63s13.简化电子排布式把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应的稀有气体元素符号外加括号表示如Na的简化电子排布式为Ne3s1填充下表元素原子元素原子电子排布式电子排布式简化电子排布式简化电子排布式CNOMgAlSCl元素原子元素原子电子排布式电子排布式简化电子排布式简化电子排布式C1s22s22p2He2s22p2N1s22s22p3He2s22p3O1s22s22p

6、4He2s22p4Mg1s22s22p63s2Ne3s2Al1s22s22p63s23p1Ne3s23p1S1s22s22p63s23p4Ne3s23p4Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5大胆一试 写出钾原子可能有的电子排布式。两种可能：可能一：1s22s22p63s23p63d1可能二：1s22s22p63s23p64s1?说明可能二才是正确的。4.电子排布式书写须知(1)电子排布遵循构造原理。(2)能层低的能级要写在左边，不能按填充依次写。如钪(Sc)的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d1。(3)书写简

7、化电子排布式时要特殊留意第四周期元素的3d能级。如将Br写成Ar4s24p5是错的，而应当为Ar3d104s24p5。其次课时其次课时四四.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原子的电子排布遵循构造原理使整个整个原子的能量原子的能量处于最低状态，简称能量处于最低状态，简称能量最低原理最低原理下列各原子的电子排布正确的是（）A.Be1s22s12p1 B.C1s22s22p2C.He1s12s1 D.Cl1s22s22p63s23p5BD2下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A Al 1s22s22p63s23p1 B O2-1s22s22p6C Na+1s22s22p6 D

8、 Si 1s22s22p2D（3 3）基态与激发态的关系）基态与激发态的关系 五、基态与激发态、光谱五、基态与激发态、光谱（1 1）基态原子：处于最低能量的原子叫基态）基态原子：处于最低能量的原子叫基态原子。原子。（2 2）激发态原子：当基态原子的电子吸取能量）激发态原子：当基态原子的电子吸取能量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态原后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态原子。子。基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸取能量吸取能量释放能量释放能量1s22s22p63s2 1s22s22p63s13p1 吸取能量吸取能量释放能量释放能量（4 4）原子光谱）原子光谱:不同元素的原子的核外电子发

9、生跃迁时会吸取不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸取或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸取光谱或放射光谱，总称为原元素的电子的吸取光谱或放射光谱，总称为原子光谱。子光谱。（5 5）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线来在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。鉴定元素，称为光谱分析。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、汞的发射光谱化学探讨中利用光谱分析检测一些物质的存化学探讨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（6 6）光谱分析的应用：光谱

10、分析的应用：通过原子光谱发觉很多元素。通过原子光谱发觉很多元素。如：铯（如：铯（18601860年）和铷（年）和铷（18611861年），其光谱中年），其光谱中有特征的蓝光和红光。有特征的蓝光和红光。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觉了稀有气体氦。觉了稀有气体氦。下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是是五、电子云与原子轨道思索:宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区分?宏观物体的运动特征：可以精确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：电子的质量

11、很小，只有9.1110-31千克；核外电子的运动范围很小；电子的运动速度很大；图中 表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。1 1.电子云电子云电子在原子核外出现的概率密度分布图。电电子在原子核外出现的概率密度分布图。电子云是核外电子运动状态的形象化描述。子云是核外电子运动状态的形象化描述。2.2.原子轨道原子轨道电子云的轮廓图称为原子轨道电子云的轮廓图称为原子轨道概率分布图概率分布图(电子云电子云)电子云轮廓图的制作过程电子云轮廓图的制作过程原子轨道原子轨道s s能级的原子轨道图能级的原子轨道图nsns能级的各有能级的各有1 1

12、个轨道个轨道,呈球形呈球形p p能级的原子轨道图能级的原子轨道图npnp能级的各有能级的各有3 3个轨道个轨道,呈哑铃型，呈哑铃型，3 3个轨道相互垂直。个轨道相互垂直。五、电子云与原子轨道2.原子轨道原子轨道d d能级的原子轨道图能级的原子轨道图五、电子云与原子轨道2.原子轨道原子轨道f f能级的原子轨道图能级的原子轨道图电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨原子轨道数目道数目可容纳可容纳电子数电子数1 12 23 34 4n n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n2第三课时第三课时6 6、原子核外电子排布规律、原子核外电子排布规律（1）能量

13、最低原理）能量最低原理（2）泡利不相容原理）泡利不相容原理电子优先占据能量较低的轨道电子优先占据能量较低的轨道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个电子，且自个电子，且自旋方向相反旋方向相反电子排布图 用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。箭头方向表示电子的自旋状态。例如，锂(Li)原子原子结构示意图 电子排布式 电子排布图1s22s11s 2s平式(常用)2s1s竖式(不常用)表示到能层 表示到能级 表示到轨道、自旋刚好跟进 完成下表。原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式电子排布图电子排布图FMgClCa大胆试一试 写出基态N原子的电子排布图。1s 2s 2p1s

14、2s 2p1s 2s 2p?（3）洪特规则）洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。巩固(1)写出下列原子：C、O、P的电子排布图。(2)写出铁原子的电子排布图。留意 弄清“成对电子”与“未成对电子”的概念。试一试 写出24Cr、29Cu两种原子的电子排布式。洪特规则的特例：当同一能级上的电子排布为全充溢(p6、d10、f14)、半充溢(p3、d5、f7)和全空状态(p0、d0、f0)时，具有较低的能量和较大的稳定性。重点驾驭 Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 或 Ar3d54s1Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 或 Ar3d104s1思索 铁的两种离子：Fe2+、Fe3+哪个更稳定？