高中化学选修三物质结构和性质全套省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。化学化学选修三选修三原子结构与性质原子结构与性质分子结构与性质分子结构与性质晶体结构与性质晶体结构与性质原子结构原子结构原子结构与元素性质原子结构与元素性质共价键共价键分子立体结构分子立体结构分子性质分子性质晶体常识晶体常识分子晶体与原子晶体分子晶体与原子晶体金属晶体金属晶体离子晶体离子晶体第1页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2页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。一、开天辟地一、开天辟地原子诞生原子诞生 1 1、原子诞生、原子诞生 宇宙大爆炸宇宙大爆炸2小时:大量氢原子、少许氦原子小时:大量氢原子、少许氦原子
2、极少许锂原子极少许锂原子140亿年后今天:亿年后今天: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其它原子总数不到其它原子总数不到1%99.7%第3页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2 2、地球中元素、地球中元素 绝大多数为金属元素绝大多数为金属元素包含稀有气体在内非金属仅包含稀有气体在内非金属仅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第4页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3 3、原子认识过程、原子认识过程 古希腊哲学家留基伯和德谟克立特古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神思辨精神原子:源自古希腊语原子:源自古希腊语Ato
3、m,不可再分微粒,不可再分微粒第5页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。18道尔顿(英)原子是微小不可分割实心球体原子是微小不可分割实心球体第6页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。1897年,英国科学家汤姆生年,英国科学家汤姆生枣糕模型枣糕模型第7页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。19,英国物理学家卢瑟福电子绕核旋转原子结构模型电子绕核旋转原子结构模型第8页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。19,丹麦科学家玻尔行星轨道原子结构模型第9页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。1926年,奥地利物理学家年,奥地利物理学家薛定谔薛定谔等等以以量子力学量子力学为基础提出为基础
4、提出电子云模型电子云模型第10页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。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亲密相关与物质化学性质亲密相关第11页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。学学与与问问核外电子是怎样排布?核外电子是怎样排布?第12页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。二、能层与能级二、能层与能级1 1、能层、能层 电子层电子层能层名称能层名称能层符号能层符号一一二二三三四四五五六六七七KLMNOPQ从从K至至Q,能层离核越远,能层能量越大,能层离
5、核越远,能层能量越大每层最多每层最多容纳电子数量:容纳电子数量:2n2第13页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2 2、能级、能级 同一个能层中电子能量相同电子亚层同一个能层中电子能量相同电子亚层能级名称:能级名称:s、p、d、f、g、h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:最多最多容纳电子数量容纳电子数量s:2p:6d:10f:14第14页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3 3、注意问题、注意问题 能层与能级关系能层与能级关系 每一能层能级从每一能层能级从s开始,
6、开始,s,p,d,f能层中能级数量不超出能层序数能层中能级数量不超出能层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第15页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。任一能层能级数等于该能层序数,依次用ns、np、nd、nf等表示不一样能层中,能级能量高低是1s2s3s4s.2p3p4p不一样能层中,符号相同能级中容纳最多电子数相同以s、p、d、f排序各能级可容纳最多电子数依次为2、6、10、141、3、5、7二倍。在同一能层中,能级能量高低是nsnpndnf
7、能级分裂第16页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。KLMNO+能级能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f能级(电子亚层)在多电子原子中,同一能层电子,能量能够不一样,能够把它们分成能级。最多容纳电子数22 62 6 102 6 1014第17页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。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第18页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。三、结构原理与电子排布式三、结构原理与电子排布式 1 1、结构原理、结
8、构原理 多电子多电子基态原子基态原子电子电子按按能级交织能级交织形式形式排布排布电子排布次序电子排布次序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p第19页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。第20页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2 2、电子排布式、电子排布式 例:写出例:写出Zn电子排布式电子排布式Zn为为30号元素,电子共号元素,电子共30个个依据结构原理依据结构原理1s22s22p63s23p64s23d10书写时:书写时:1s22s22p63s23p63d104s2写出写出KCaTiCoGaKrBr电子排布式电子排布式电子排布式电子排布式 第21页文档仅供
9、参考,如有不当之处,请联系改正。Zn:1s22s22p63s23p63d104s2Ar简化简化Zn:Ar3d104s2简化简化电子排布式电子排布式 写出写出KCaTiCoGaKrBr简化电子排布式简化电子排布式价层电子:主族、价层电子:主族、0族元素最外层族元素最外层副族、副族、族最外层和次外层族最外层和次外层第22页电子排布式电子排布式表示该能级填充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)电子排布式中最终2个能级应写为3d64s2,而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时,能层低能级要写在左边,不能按填充次序写。失电子次序:从外层到内层逐步失去能层F
10、e:1s22s22p63s23p63d64s2Fe2+:1s22s22p63s23p63d6Fe3+:1s22s22p63s23p63d5第23页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子序数元素名称元素符号电子排布KLMN1氢H2氦He3锂Li4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s11s22s11s21s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p6要求熟练书写要求熟练书写要求熟练书写要求熟练书写1 13636号元素原子电子排布式号元素原子电子排布式号元素原子电子排布式号元素原子电子排布式第24页文档仅供参
11、考,如有不当之处,请联系改正。原子序数元素名称元素符号电子排布KLMN11钠Na12镁Mg13铝Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氩Ar1s22s22p63s11s22s22p63s21s22s22p63s23p11s22s22p63s23p21s22s22p63s23p31s22s22p63s23p41s22s22p63s23p51s22s22p63s23p6第25页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子序数元素名称元素符号电子排布KLMN19钾K20钙Ca21钪Sc22钛Ti23钒V24铬Cr25锰Mn26铁Fe27钴Co28镍Ni1s22s22p63s23p64s11s2
12、2s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s2第26页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子序数元素名称元素符号电子排布KLMN29铜Cu30锌Zn31镓Ga32锗Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p
13、63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s2【思索】是否全部元素基态原子电子排布都遵照结构原理?铬、铜、银、金等第27页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。【练习】请写出K+、S2-、Cu2+离子电子排布式?K+:1s22s22p63s23p6S2-:1s22s22p63s23p6Cu2+:1s22s22p63s23
14、p63d9第28页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。特殊规则特殊规则 例:写出例:写出Cr和和Cu电子排布式电子排布式全满规则全满规则半满规则半满规则第29页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。四、电子云与原子轨道四、电子云与原子轨道 1 1、电子云、电子云 以以量子力学量子力学为基础为基础处于一定空间运动状态电子在原子核外空间概处于一定空间运动状态电子在原子核外空间概率密度分布形象化描述率密度分布形象化描述小黑点:概率密度小黑点:概率密度单位体积内出现概率单位体积内出现概率小黑点越密概率密度越大小黑点越密概率密度越大电子云电子云 小黑点不是电子!小黑点不是电子!第30页文档仅供参考
15、,如有不当之处,请联系改正。电子云轮廓图电子云轮廓图 电子出现概率约为电子出现概率约为90%空间空间即精简版电子云即精简版电子云电子云轮廓图特点电子云轮廓图特点 a.形状形状nd能级电子云轮廓图:多纺锤形能级电子云轮廓图:多纺锤形ns能级电子云轮廓图:球形能级电子云轮廓图:球形np能级电子云轮廓图:双纺锤形能级电子云轮廓图:双纺锤形第31页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。b.电子云扩展程度电子云扩展程度同类电子云能层序数同类电子云能层序数n越大,电子能量越越大,电子能量越大,活动范围越大电子云越向外扩张大,活动范围越大电子云越向外扩张第32页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。2
16、2、原子轨道、原子轨道 电子在原子核外一个空间运动状态电子在原子核外一个空间运动状态定义定义 原子轨道与能级原子轨道与能级 ns能级能级ns轨道轨道np能级能级npx轨道轨道npy轨道轨道npz轨道轨道nd能级能级ndz2轨道轨道ndx2y2轨道轨道ndxy轨道轨道ndxz轨道轨道ndyz轨道轨道同一能级中轨道能量相等,称为简并轨道同一能级中轨道能量相等,称为简并轨道简简并并轨轨道道第33页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子轨道:50%90%绘制电子云轮廓图方法:等密度面电子云轮廓图:表示电子在核外空间经常出现区域。常把电子出现概率约为90%空间圈出来,把这种电子云轮廓图称为原子轨道
17、第34页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子轨道电子云轮廓图原子轨道电子云轮廓图 s轨道电子云轮廓图轨道电子云轮廓图npx轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图npy轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图npz轨道电轨道电子云轮廓图子云轮廓图第35页s能级原子轨道图(球形)ns能级只有一个原子轨道,球形n越大,原子轨道半径越大第36页p能级原子轨道图(纺锤形)np能级有三个能量相等能量相等原子轨道,px、py、pz,纺锤形,相互垂直。n越大,原子轨道半径越大2p3p第37页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。nd轨道电子云轮廓图轨道电子云轮廓图第38页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。d
18、能级原子轨道图nd能级有5个能量相等原子轨道第39页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。五、泡利原理和洪特规则五、泡利原理和洪特规则 核外电子基本特征核外电子基本特征能层能层能级能级轨道轨道自旋自旋公转公转自转自转大范围大范围小范围小范围第40页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。1 1、泡利原理、泡利原理 每个轨道最多只能容纳每个轨道最多只能容纳2个电子个电子且它们自旋方向相反且它们自旋方向相反2 2、洪特规则、洪特规则 电子总是优先单独地占据简并轨道电子总是优先单独地占据简并轨道且它们自旋方向相同且它们自旋方向相同怎么填怎么填填多少填多少第41页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改
19、正。洪特规则当电子排布在同一能级不一样轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。总能量最低能量最低原理特例推论:当轨道被电子半充满或全充满时最稳定。【思索】从洪特规则解释Cr和Cu核外电子排布?即p3、d5、f7半充满和p6、d10、f14全充满稳定第42页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3 3、电子排布图、电子排布图 例:写出例:写出O原子电子排布图原子电子排布图O原子电子排布式:原子电子排布式:1s22s22p41s22s22p4第43页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。LiBeBC1s2s1s2s2p1s2s2p1s2sNO1s2s2p1s2s2pFNe1s2s2
20、p1s2s2p【思索】请写出第二周期元素原子电子排布图(即轨道表示式)?第44页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。【练习】某元素原子最外层2p轨道上有2个未成对电子。请写出该元素原子价层电子轨道表示式?【练习】请写出第四面期元素电子排布轨道表示式O2s2pF2s2p【练习】某元素原子L层上有3对成对电子。请写出该元素原子价层电子轨道表示式?C2s2p第45页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。原子结构表示方法原子结构表示方法原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式O原子:原子:1s22s22p4电子排布图电子排布图1s22s22p4O原子原子第46页文档仅供参考,如有不当之处
21、,请联系改正。六、能量最低原理、基态与激发态、光谱六、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1 1、能量最低原理、能量最低原理 能量最低原理:原子电子排布遵照结构原理能量最低原理:原子电子排布遵照结构原理能使整个原子能量处于最低能使整个原子能量处于最低基态原子:基态原子:遵照泡利原理、洪特规则、能量遵照泡利原理、洪特规则、能量最低原理原子最低原理原子2 2、基态原子、基态原子 基态原子吸收能量后,电子发生跃迁变为激基态原子吸收能量后,电子发生跃迁变为激发态原子发态原子第47页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。基态激发态吸收能量释放能量光(辐射)是电子释放能量主要形式之一吸收光谱发射光谱原子光
22、谱不一样元素原子发生跃迁时会吸收或释放不一样光,能够用光谱仪摄取各种元素电子吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。核外电子跃迁第48页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。节日燃放焰火与金属内层电子跃迁相关激光产生与电子受激跃迁相关第49页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3 3、光谱、光谱 吸收光谱吸收光谱 发射光谱发射光谱 光亮普带上孤立暗线光亮普带上孤立暗线电子吸收能量跃迁时产生电子吸收能量跃迁时产生暗背景下孤立亮线暗背景下孤立亮线电子释放能量跃迁时产生电子释放能量跃迁时产生同种原子两种光谱是能够互补同种原子两种光谱是能够互补第50页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。Li、He
23、、Hg发射光谱Li、He、Hg吸收光谱【思索】下面是部分元素发射光谱和吸收光谱:(2)为何不一样元素原子含有不一样特征光谱?不一样原子能级结构不一样,发出谱线特征不一样不一样原子能级结构不一样,发出谱线特征不一样(1)同一元素发射光谱和吸收光谱有什么差异?第51页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1、能量最低原理、能量最低原理原子电子排布遵照结构原理能使整个原子能原子电子排布遵照结构原理能使整个原子能量处于最低状态,简称量处于最低状态,简称能量最低原理能量最低原理。2、基态原子与激发态原子、基态原子与激发态原子处于最
24、低能量原子叫做处于最低能量原子叫做基态原子基态原子,当基态原,当基态原子电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变子电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成成激发态原子激发态原子。归纳总结归纳总结第52页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。3、基态、激发态相互转化与能量关系、基态、激发态相互转化与能量关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子光(辐射)是电子释放能量主要形式之一;光(辐射)是电子释放能量主要形式之一;吸收能量吸收能量释放能量释放能量在日常生活中,我们看到许多可见光,如在日常生活中,我们看到许多可见光,如灯光、霓虹灯光、激光、焰火灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核等都与原子
25、核外电子发生跃迁释放能量相关。外电子发生跃迁释放能量相关。第53页文档仅供参考,如有不当之处,请联系改正。课堂练习课堂练习1_,简称能量最低原理。简称能量最低原理。_叫做基态原子叫做基态原子1 1、当当基基态态原原子子电电子子吸吸收收能能量量后后,电电子子会会_,变变成成激激发发态态原原子子。电电子子从从较较高高能能量量激激发发态态跃跃迁迁到到较较低低能能量量激激发发态态乃乃至至基基态态时时,将将_能能量量。光光(辐辐射射)是是电电子子_能量主要形式之一能量主要形式之一。原子电子排布遵照结构原理能使整个原子能量原子电子排布遵照结构原理能使整个原子能量处于最低状态处于最低状态处处于最低能量原子于
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