选修物质结构与性质原子结构与性质原子结构共课时.pptx
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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第一节 原子结构 (第1课时)第1页/共111页 【教学目标】1.了解人类认识原子的历史2.理解能层能级的概念,以及它们之间的关系第2页/共111页第3页/共111页问题:宇宙大爆炸是怎么回事?物质是由原子构成的,那么原子是怎样诞生的呢?P4第4页/共111页思考与交流思考与交流宇宙中最丰富的元素是那一种?宇宙年龄有多大?地球年龄有多大?氢元素是宇宙中最丰富的元素,占88.6%(氦约为氢的18),另外还有90多种元素,它们的原子总数加起来不足1%。宇宙年龄距近约140亿年,地球年龄已有46亿年。地球上的元素绝大多数是金属,非金属仅22种。阅读课本阅读课
2、本P P4 4一、开天辟地原子的诞生一颗原子的时空之旅一颗原子的时空之旅从大爆炸到生命诞生的故事从大爆炸到生命诞生的故事 第5页/共111页人类认识原子的过程人类认识原子的过程 人类在认识自然的过人类在认识自然的过程中,经历了无数的艰程中,经历了无数的艰辛,正是因为有了无数辛,正是因为有了无数的探索者,才使人类对的探索者,才使人类对事物的认识一步步地走事物的认识一步步地走向深入,也越来越接近向深入,也越来越接近事物的本质。事物的本质。随着现代随着现代科学技术的发展,我们科学技术的发展,我们现在所学习的科学理论,现在所学习的科学理论,还会随着人类对客观事还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入物
3、的认识而不断地深入和发展。和发展。第6页/共111页近近代代原原子子论论发发现现电电子子带带核核原原子子结结构构模模型型轨轨道道原原子子结结构构模模型型电子云模型第7页/共111页近代科学原子论(近代科学原子论(18031803年)年)一切物质都是由最小的不能再分的粒子原子构成。原子模型:原子是坚实的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿(J.Dalton,17661844)道道尔尔顿顿原原子子模模型型第8页/共111页原子并不是构成物质的最小微粒原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子(1897(1897年年)电子是种带负电、有一定质量的微粒,普遍存在于各种原子之中。汤姆
4、生原子模型: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,中和了电荷,从而形成了中性原子。原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生(J.J.Thomson,18561940)汤汤姆姆生生原原子子模模型型第9页/共111页汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生汤姆生第10页/共111页粒子散射实验(粒子散射实验(19091909年)年)原子有核原子有核卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验。根据实验,卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型(又称行星原子模型):原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量
5、几乎等于原子的全部质量,电子在原子核外空间绕核做高速运动。英国科学家卢瑟福(E.Rutherford,18711937)卢卢瑟瑟福福原原子子模模型型第11页/共111页粒子散射实验Au第12页/共111页卢卢瑟福瑟福原子模型原子模型第13页/共111页玻尔原子模型(玻尔原子模型(19131913年)年)玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型(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。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔(N.Bohr,18851962)玻玻尔尔原原子子模模型型第1
6、4页/共111页玻尔原子模型(1913年)第15页/共111页电电子子云云模模型型电子云模型(1935年)第16页/共111页现代物质结构学说现代物质结构学说氢原子电子云图第17页/共111页二、二、能层与能级能层与能级(1 1)能层)能层 在多电子的原子核外电子的能量是不同在多电子的原子核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异,可以将核外电子分的,按电子的能量差异,可以将核外电子分成不同的能层。成不同的能层。第18页/共111页依据核外电子的能量不同:依据核外电子的能量不同:离核远近:离核远近:近近 远远 能量高低:能量高低:低低 高高核外电子分层排布1234567KLMNOPQ第19页/共
7、111页(2 2)能级)能级表示方法及各能级所容纳的最多电子数:表示方法及各能级所容纳的最多电子数:在多电子原子中,同一能层的电子,能量在多电子原子中,同一能层的电子,能量可以不同,还可以把它们分成能级。可以不同,还可以把它们分成能级。第20页/共111页能层KLMNO能级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 最多容纳电子数22626102610 1426 281832第21页/共111页【学与问学与问】2.2.不同的能层分别有多少个能级,与能层的序不同的能层分别有多少个能级,与能层的序数(数(n n)间存在什么关系?)间存在什么关系?能层最多可容纳的电子数为
8、2n2个。【学与问学与问】1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳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(的电子数与能层的序数(n n)间存在什么关系?)间存在什么关系?第一能层只有1个能级(1s),第二能层有2个能级(2s和2p),第3能层有3个能级(3s、3p和3d),依次类推。以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍!第22页/共111页【学与问学与问】3.3.英文字母相同的不同能级中所容纳英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数是否相同?的最多电子数是否相同?不同能级中的s级,所容纳的电子数是相同的,但是能量是不同的。第23页/共11
9、1页能层的能级数等于该能层序数。任一能层的能级总是从s能级开始。在每一能层中,能级符号与能量大小的顺序是:nsnpndnf总结:总结:第24页/共111页A前者大于后者 B后者大于前者C前者等于后者 D无法确定B练习1:在同一个原子中,M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()+6 2 4C原子的原子原子的原子结构示意图结构示意图能表示核外能表示核外电子排布电子排布【思考思考】怎样用能层,能级表示核外电子怎样用能层,能级表示核外电子排布?排布?第25页/共111页练习2:依据以上各能级最多容纳电子数C原子的核外电子排布式可以表示为:1S22S22P2依照上式请书写 N O F Na Mg Al
10、的电子排布式第26页/共111页第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节 原子结构 (第2课时)第27页/共111页 【教学目标】1.能根据构造原理用电子排布式表示1-36原子核外电子的排布第28页/共111页问题探究 根据已有知识,试写出K原子的可能电子排布式与原子结构示意图?猜想一:1s22s22p63s23p63d1+19289+192881猜想二:1s22s22p63s23p64s1 第29页/共111页三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 构造原理:构造原理:P P5 5随原子核电荷随原子核电荷数递增,绝大数递增,绝大多数原子核外多数原子核外电子的排布遵电子的排布
11、遵循如右图的排循如右图的排布顺序,这个布顺序,这个排布顺序被称排布顺序被称为为构造原理构造原理。【思考思考】:有何规律?有何规律?第30页/共111页能级交错能级交错第31页/共111页76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核外电子填充顺序图构造原理:1s;2s 2p;3s 3p;4s 3d 4p;规律 5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p;7s 5f 6d第32页/共111页问题解释:猜想一:1s22s22p63s23p63d1+19289+192881猜想二:1s22s22p63s23p64s1 第33页/共111页各能层能级能量关系
12、 第34页/共111页构造原理中排布顺序的实质构造原理中排布顺序的实质(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序:(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序:(3)不同层不同能级可由下面的公式得出:-各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 nsnpndnf1s2s3s4s;2p3p4p;3d4dns(n-2)f(n-1)dnp(n为能层序数)第35页/共111页2、根据2n2的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为 。1、按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是:()A1s、2p、3d、4sB1s、2s、3s、2pC2s、2p、3s、3pD4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习:
13、练习:第36页/共111页钙Ca 1s22s22p63s23p64s2钙Ca想一想想一想+20第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层2882N层层第第4层层第37页/共111页4 4、电子排布式:、电子排布式:氢 H钠 Na 铝 Al1s22s22p63s11s22s22p63s23p11s1用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。第38页/共111页原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式Li:1s22s1练一练练一练请写出410号元素原子的电子排布式。第39页/共111页4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s22s21s22s22p11s22s22
14、p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p6第40页/共111页【练习练习】试书写试书写N N、ClCl、K K、2626FeFe原子的核外电原子的核外电子排布式。子排布式。Cl:K:26Fe:1s2 2s22p6 3s23p51s2 2s22p6 3s23p6 4s11s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2注意书写注意书写:1s2 2s22p6 3s23p64s2 3d6第41页/共111页练习:练习:请根据构造原理,写出下列元素基态请根据构造原理,写出下列元素基态原子的电子排布式:原子的电子排布式:(1 1)NeNe 。(2 2)S S 。(3 3)
15、2929Cu Cu 。(4 4)3232Ge Ge 。1s22s22p61s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s24p2第42页/共111页练习:请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。钪Sc:;钛Ti:;钒V:;铬Cr:;锰Mn:;铁Fe:;钴Co:;镍Ni:;1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s
16、21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s2第43页/共111页练习:请写出第四周期2136号元素原子的基态电子排布式。铜Cu:;锌Zn:;镓Ga:;锗Ge:;砷As:;硒Se:;溴Br:;氪Kr:;1s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63
17、s23p63d104s24p6P7【思考与交流】1第44页/共111页1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s12424号铬:号铬:2929号铜号铜:练习:136号元素中是否都遵循构造原理?举出能否具体的例子?第45页/共111页注注 意意第46页/共111页原子的简化电子排布:原子的简化电子排布:原子实原子实 Ne 3s1练习:练习:写出第写出第8 8号元素氧、第号元素氧、第1414号元素硅和第号元素硅和第2626号元素铁的简化电子排布式吗?号元素铁的简化电子排布式吗?上式方括号里的符号的意义是:上式方括号里的符号的意义是:该元素前一个周期的惰性气
18、体电子排布结构该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构NaNa的简化电子排布:的简化电子排布:He2s22p4Ne3s23p2Ar3d64s2O O:SiSi:FeFe:P7【思考与交流】2第47页/共111页下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A.Ca2+1s22s22p63s23p6B.O2-1s22s23p4C.Cl-1s22s22p63s23p5D.Ar1s22s22p63s23p6BC练习 1:第48页/共111页练习2:1.电子排布式为1s22s22p63s23p6某原子,则该元素的核电荷数是_2.某元素原子的价电子构型为3s23p4,则此元素在周期表的位置是_18第3周期,第V
19、IA族第49页/共111页4 4构构造造原原理理揭揭示示的的电电子子排排布布能能级级顺顺序序,实实质质是是 各各能能级级能能量量高高低低,若若以以E E 表表示示某某能能级级的的能能量量,下列能量大小顺序中正确的是下列能量大小顺序中正确的是 ()()A AE E(3s)(3s)E E(2s)(2s)E E(1s)(1s)B BE E(3s)(3s)E E(3p)(3p)E E(3d)(3d)C CE E(4f)(4f)E E(4s)(4s)E E(3d)(3d)D DE E(5s)(5s)E E(4s)(4s)E E(4f)(4f)3 3一一个个电电子子排排布布为为1s1s2 22s2s2 2
20、2p2p6 63s3s2 23p3p1 1的的元元素素最最可可能的价态是能的价态是()()A A+1 B+1 B+2 C+2 C+3 D+3 D-1 -1 CA第50页/共111页5.5.下列各原子或离子的电子排布式错误的是下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A.Al 1sA.Al 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 1 B.O B.O2-2-1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 C.NaC.Na+1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 D.Si D.Si 1s1s2 22s2s2 22p2p2 26 6.下列表达方式错误的是下列表达方式错误的是(
21、)()A.A.甲烷的电子式甲烷的电子式 B.B.氟化钠的电子式氟化钠的电子式 C.C.硫离子的核外电子排布式硫离子的核外电子排布式 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4 D.D.碳碳1212原子符号原子符号 12126 6C CDC第51页/共111页小 结 元素符号电子式电子排布式结构示意图简化的电子排布式外围电子排布式Ca第52页/共111页第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节 原子结构 (第3课时)第53页/共111页 【教学目标】1.理解能量最低原理,及其运用2.了解原子核外电子再一定条件下会发生跃迁,了解其简单运用第54页/共111页四.
22、能量最低原理、基态与激发态、光谱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原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于能使整个原子的能量处于最低状态。最低状态。基态原子基态原子:处于最低能量的原子处于最低能量的原子 (稳定稳定)电子放电子放出能量出能量电子吸电子吸收能量收能量激发态原子激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级跃迁到较高的能级,变为激发态原子。变为激发态原子。(不稳定不稳定)如如:Na 1s22s22p63s1如如:Na 1s22s22p63p1【阅读阅读】P7 四四 第一段第一段第55页/共111页 基态与激发态的关
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