高中化学选修3ppt课件.pptx

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1、第一节原子结构学习目标1.了解原子核外电子的运动状态。2.了解原子结构的构造原理。3.知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第一节原子结构课前自主学案一、开天辟地原子的诞生1原子的诞生氢 氦 锂2宇宙的组成与各元素的含量1%3地球的组成元素地球上的元素绝大多数是_，_(包括稀有气体)仅22种。二、能层与能级1能层(1)分类依据根据多电子原子的核外电子的_，将核外电子分成不同的能层。金属 非金属能量差异(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数如下：能

2、层 一 二 三 四 五 六 七 符号_ _ M _ _ P Q最多电子数各能层最多容纳的电子数为_K LNO2n22.能级(1)分类依据根据多电子原子中同一能层电子_的不同，将它们分成不同的能级。(2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如下：能量能层K L M N能级_ _ _ _ _ _ _ _ _ _最多电子数2 2 6 2 6 10 2 6 10 141s2s2p 3s3p3d4s4p4d 4f思考感悟1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系？(2)第n能层中的不同能级的能量有何关系？【提示】(1)由K层到Q层，离核由近到远，能量由低到高。(2)E(ns)E(np)E(nd)E(nf

3、)。三、构造原理与电子排布式1构造原理(1)含义在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量_的能级上，然后依次排在能量_的能级上。低较高(2)构造原理示意图思考感悟2(1)“能层越大，能级的能量越高。”对吗？(2)为什么K原子的原子结构示意图不是【提示】(1)从构造原理图中可以看出能级的能量高低除了符合E(ns)E(np)E(nd)E(nf)和E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。(2)由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、

4、3p能级，最后一个电子进入4s能级而不是3d能级，所以它的原子结构示意图为：2电子排布式将_上所容纳的电子数标在该能级符号_，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为：右上角能级四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1能量最低原理现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称_。能量最低原理2基态原子与激发态原子最低能量吸收 释放较高3光谱与光谱分析(1)光谱形成原因不同元素的原子发生_时会吸收或释放不同的光。(2)光谱分类根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_和_，总称_。(3)光谱分析在现代化学中，利用_上的特征谱线来鉴定元

5、素的分析方法。跃迁吸收光谱 发射光谱原子光谱原子光谱五、电子云与原子轨道1电子云(1)含义电子云是处于一定空间运动状态的_在原子核外空间的_的形象化描述。(2)形状电子概率密度分布球形哑铃状思考感悟3电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少？【提示】不是。电子云图中的一个小黑点并不代表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。2原子轨道(1)定义量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)数目ns能级各有_个轨道，np能级各有_个轨道，nd能级各有_个轨道，nf能级各有_个轨道。1 35 7六、泡利原理和洪特规

6、则1泡利原理在一个原子轨道里最多只能容纳_个电子，而且自旋方向_，用“_”表示。2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_一个轨道，而且自旋状态_。2相反单独占据相同课堂互动讲练能层与能级的组成及能量关系1不同能层的能级组成任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s,3p和3d)，依次类推。2不同能层中各能级之间的能量大小关系(1)不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。例如：1s2s3s，2p3p4p。(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是spdf。

7、例如：第四能层中4s4p4d4f。(3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。例如：2px2py2pz。3各能层、能级所容纳电子数及能量关系能层 一 二 三 四 五符号K L M N O能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p最多电子数2 2 62 6 10 2 6 10 142 6电子离核远近近远电子能量高低低高特别提醒：决定电子能量高低的因素有：能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；在多电子原子中会发生能级交错现象。例 例1 1(2011年天津高二检测)下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确

8、的是()A各能层含有的能级数等于能层序数减1B各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍D各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7【解析】各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A项错误；当为第一能层时，只含s能级，第二能层只含s、p能级，B项错误；每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子，但不一定含有这些电子。【答案】D【规律方法】在理解能层与能级的有关知识时要从以下两方面入手(1)能量规律多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。(2)数量规律每一个能层(电子层)中最多容纳电子

9、数为2n2。每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所含的轨道总数为n2。变式训练1下列说法中正确的是()A1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布B3p2表示3p能级有两个轨道C同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多解析：选A。A项中，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项中，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；在同一能级中，其轨道数是一定的，而不论它在哪一能层中。核外电子排布的原则3洪特规则：基态原子核外电子在能量相同的

10、各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。如2p3的电子排布图为，不能表示为 或。特别提醒：(1)根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。(2)根据此原则进行排布或进行判断时，要三者兼顾，综合评价，不可顾此失彼以偏概全。例 例2 2 下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？(1)6C1s22s22p2p2p(2)21Sc1s22s22p63s23p63d3(3)22Ti1s22s22p63s23p10【解析】从电子排布遵循的原则入手，看是否符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特例。【答案】(1)洪特规则(2)能量最低原理(3)泡利原理互

11、动探究.写出(3)的正确的电子排布式，并写出其电子排布图。.若(2)中21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1正确吗？若不正确违反哪一条规则？【提示】【误区警示】(1)在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误：(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前。例如，Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。变式训练2比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。(1)2s_3s(2)2s_3d(3)3px_3pz(4)3p_3s(5)4f

12、_6f(6)3d_4s(7)4f_6p解析：本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf；形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s；能层、能级均相同的原子轨道能量相等：3px3py3pz；对于处在不同能层的不同的能级，电子排布的先后次序为：ns、(n2)f、(n1)d、np。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)原子的核外电子排布的表示方法原子结构示意图意义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子实例 电子排布式意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式实例K：1s22s22p63s23p64s1简化电子排布

13、式意义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示实例K：Ar4s1价电子排布式意义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式实例Al：3s23p1电子排布图意义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子实例特别提醒：(1)电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特规则特例的元素。(2)上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图最能反映电子的排布情况。例 例3 3 按要求填空。(1)11Na的电子排布式_。(2)20Ca的价电子排布式_。(3)35Br的离子结构示意图_。(4)7N的电子排布图_。【思路点

14、拨】本题在书写核外电子排布式时注意以下三点：(1)确定原子序数。(2)按照能量最低原理将电子排在能量由低到高的原子轨道上。(3)排布中遵循泡利原理、洪特规则。【解析】本题主要考查电子排布式、电子排布图和微粒结构示意图，其中，电子排布式是书写其余两种排布图的基础，11Na：1s22s22p63s1；20Ca：1s22s22p63s23p64s2，其价电子排布式为：4s2；35Br的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6，故离子结构示意图为：；7N的电子排布式为：1s22s22p3，电子排布图为：【答案】(1)1s22s22p63s1(2)4s2【规律方法】(1)刚接触此类

15、题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如(2)136号元素核外电子排布的特殊性最外层只有1个未成对电子的元素：A族(ns1：H、Li、Na、K)，A族(ns2np1：B、Al、Ga)，A族(ns2np5：F、Cl、Br)及Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)；最外层有2个未成对电子的元素：A族(ns2np2：C、Si、Ge)，A族(ns2np4：O、S、Se)；最外层有3个未成对电子的元素：A族(ns2np3：N、P、As)。核外电子排布中，未成对电子数最多的元素：Cr(3d54s1，共有6个未成对电子)。变式训练3下列3d能级的电子排

16、布图正确的是()解析：选B。A、D中同一个原子轨道内电子的自旋方向相同，违反了泡利不相容原理；C违反了洪特规则。第二节原子结构与元素的性质学习目标1.了解元素周期表与原子结构的关系。2.掌握同周期主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性、原子半径的变化规律。3.掌握同主族元素从上到下，金属性和非金属性、原子半径的变化规律。4.能说出元素电离能、电负性的含义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练第二节原子结构与元素的性质课前自主学案一、元素周期系1碱金属元素基态原子的电子排布碱金属原子序数周期基态原子的电子排布式锂3二1s22s1或He2s

17、1钠11三1s22s22p63s1或_Ne3s1碱金属原子序数周期 基态原子的电子排布式钾19四_或Ar4s1铷37五_或Kr5s1铯55六1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或_1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d104s24p65s1Xe6s1思考感悟1.由碱金属元素在周期表中的位置和价电子排布式，可以看出碱金属元素所在的周期与电子层数有何关系？【提示】碱金属元素的周期数电子层数。2元素周期系的形成(1)周期系的形成随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现_，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达

18、到8个电子，出现_；这样形成一个_，循环往复形成周期系。碱金属稀有气体 周期(2)原因：_的周期性重复。原子核外电子排布二、元素周期表1周期表的结构2周期与族(1)周期：具有相同的_的元素按照原子序数_的顺序排列成的一个横行。(2)族：周期表中，有_个纵列，除_三个纵列叫第族外，其余15个纵列每一个纵列标作一族。电子层数递增188、9、10思考感悟2结合元素周期表，分析各族元素的族序数与价电子排布的关系。【提示】主族元素的价电子排布为ns12或ns2np15，族序数等于价电子数；零族元素的价电子排布为ns2np6(He除外)；过渡元素BB族元素的价电子排布为(n1)d10ns12，族序数与最外

19、层电子数相等，BB族元素的价电子排布为(n1)d15ns12，族序数等于价电子数，族的价电子排布通常为(n1)d68ns2。三、元素周期律和原子半径1元素周期律元素的性质随_的递增发生周期性递变的规律。2原子半径(1)决定因素核电荷数增大越大 越小(2)变化规律电子能层数增大不变增大减小思考感悟3是否电子的能层数多的元素的原子半径一定大于电子的能层数小的元素的原子半径？【提示】不一定，原子半径的大小由核电荷数与电子的能层数两个因素综合决定，如碱金属元素的原子半径比它下一周期卤素原子的半径大。四、电离能1概念_原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的_叫做第一电离能。2元素第一电离能的意义衡

20、量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值_，原子越容易失去一个电子。气态电中性基态最低能量越小3元素第一电离能的变化规律(1)同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈现_的趋势。(2)同族元素从上到下第一电离能逐渐_。增大减小思考感悟【提示】应远大于其第一电离能的2倍。因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能最小，再失去的电子是能级较低的电子，且失去电子后离子所带正电荷对电子吸引力更强，从而使电离能越来越大。五、电负性1键合电子和电负性的含义(1)键合电子元素相互化合时，原子中用于形成_的电子。(2)电负性用来描述不同元素的原子对_吸引力的大小。电负性越大的原子，对键

21、合电子的吸引力_。化学键键合电子越大2衡量标准以氟的电负性为_和锂的电负性为_作为相对标准，得出各元素的电负性(稀有气体未计)。3递变规律(1)同周期，自左到右，元素原子的电负性逐渐_。(2)同主族，自上到下，元素原子的电负性逐渐_。4.0 1.0变大变小4应用：判断金属性、非金属性强弱强强金属 非金属六、对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与_的主族元素的电负性接近，有些性质相似，被称为“对角线规则”。如：右下方课堂互动讲练核外电子排布与元素周期表1核外电子排布与周期的划分(1)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数周期外围电子排布各周期增加的能级元素种类A族0族最外层最多容纳电子数一1

22、s11s22 1s 2二2s12s22p68 2s、2p 8周期外围电子排布各周期增加的能级元素种类A族0族最外层最多容纳电子数三3s13s23p68 3s、3p 8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s187s、5f、6d(未完)26(未完)(2)核外电子排布与周期划分的关系根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的能层数等于元素的周期序数。2核外电子排布与族的

23、划分族的划分依据是原子的价层电子排布。(1)同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns np轨道上。价电子数与族序数相同。(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(副族和族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n1)d110ns12，BB族元素的价电子数与族序数相同。特别提醒：(1)价电子数：主族元素的外围电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属原子的外围电子排布为ns1。副族元素的外围电子与其最外层电子和内层电子有关。如铁元素原子的外围电子排布为3d64s2。(2)由元素的价电子层排布式可知元素在周期表中的位置，如：3s23p5为第三

24、周期第A族元素，即，周期数电子层数最高能层数，主族序数价电子数。同样，由主族元素在元素周期表中的位置可以推断其价电子排布式。例 例1 1写出13Al、24Cr、26Fe、33As等元素原子的电子排布式，并判断它们在元素周期表中的位置。13Al：_24Cr：_26Fe：_33As：_【解析】Al的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，其最大能层数为3，所以其周期为第三周期；其价电子总数(外围电子总数)为3，所以其位于第A族。Cr的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期；其价电子总数(外围电子总数)为6且具有d轨道，所以其位于第

25、B族。Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期；其价电子总数(外围电子总数)为8，所以其位于第族。As的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，其最大能层数为4，所以其周期为第四周期；其价电子总数(外围电子总数)为5，所以其位于第A族。【答案】Al：1s22s22p63s23p1第三周期第A族Cr：1s22s22p63s23p63d54s1第四周期第B族Fe：1s22s22p63s23p63d64s2第四周期第族As：1s22s22p63s23p63d104s24p3第四周期第A族【规律方法】原子结构与

26、元素在周期表中的位置是有一定的关系的。(1)原子核外电子层数决定所在周期数；周期数最大能层数(钯除外，46Pd：Kr4d10，最大能层数是4，但是在第五周期)。(2)外围电子总数决定排在哪一族。如29Cu：3d104s1,10111尾数是1且有d轨道，所以是B族。变式训练1X、Y、Z是A A族的三种非金属元素，它们在周期表中的位置如图所示，试回答：(1)X元素单质的化学式是_。(2)Y元素的原子结构示意图是_。Y与Na所形成化合物的电子式为_。XYZ(3)Z元素的名称是_，从元素原子得失电子的角度看，Z元素具有_性，若从Z元素在周期表中所处位置看，它具有这种性质的原因是_，其价电子排布式为_。

27、解析：在元素周期表中，非金属元素位于元素周期表中的右上方，三元素均为非金属元素，必位于A、A、A三个主族，则可认定X必为氟，Y为硫，Z为砷。答案：(1)F2元素周期表的分区1根据核外电子排布(1)分区(2)各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区 元素分布外围电子排布元素性质特点s区A、A族ns12除氢外都是活泼金属元素p区A族A族、0族ns2np16(He除外)最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)分区 元素分布外围电子排布元素性质特点d区B族B族、族(n1)d19ns12(Pd除外)d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区B族、B族(n1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近2.根据元素金属性与非金属性特别提醒：(1)过渡元素均为金属元素，但金属元素却不都是过渡元素，如碱金属、碱土金属等。(2)处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，被称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。