選修3-原子結(jié)構(gòu)課件

1、選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) （第1課時,教學(xué)目標】 1.了解人類認識原子的歷史 2.理解能層能級的概念，以及它們之間的關(guān)系 3.能根據(jù)構(gòu)造原理用電子排布式表示1-36原子核外電子的排布,問題：宇宙大爆炸是怎么回事？物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，那么原子是怎樣誕生的呢？ P4,宇宙中最豐富的元素是那一種？ 宇宙年齡有多大？地球年齡有多大,氫元素是宇宙中最豐富的元素，占88.6%（氦約為氫的18），另外還有90多種元素，它們的原子總數(shù)加起來不足1%。宇宙年齡距近約140億年，地球年齡已有46億年。地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬僅22種,閱讀課本P4,一、開天辟地原子的

2、誕生,一顆原子的時空之旅從大爆炸到生命誕生的故事,道爾頓原子模型(1803年,堅實不可再分的實心球,湯姆生原子模型(1904年,平均分布著正電荷的粒子嵌著同樣多的電子,盧瑟福原子模型(1911年,帶正電荷的核位于中心，質(zhì)量主要集中在核上，電子沿不同軌道運轉(zhuǎn),玻爾原子模型(1913年,電子在一定軌道上繞核做高速圓周運動,電子云模型(1926年,現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說,人類認識原子的過程,人類在認識自然的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)的艱辛，正是因為有了無數(shù)的探索者，才使人類對事物的認識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質(zhì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的科學(xué)理論，還會隨著人類對客觀事物的認識而不斷地深

3、入和發(fā)展,近代原子論,發(fā)現(xiàn)電子,帶核原子結(jié)構(gòu)模型,軌道原子結(jié)構(gòu)模型,電子云模型,近代科學(xué)原子論（1803年,一切物質(zhì)都是由最小的不能再分的粒子原子構(gòu)成。 原子模型：原子是堅實的、不可再分的實心球,英國化學(xué)家道爾頓 （J.Dalton , 17661844,道爾頓原子模型,原子并不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒 湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子(1897年,電子是種帶負電、有一定質(zhì)量的微粒，普遍存在于各種原子之中。 湯姆生原子模型：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了電荷，從而形成了中性原子。原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，電子像面包里的葡萄干鑲嵌其中,英國物理學(xué)家湯姆生 （J.J.T

4、homson ,18561940,湯姆生原子模型,湯姆生原子模型,湯姆生,粒子散射實驗（1909年）原子有核,盧瑟福和他的助手做了著名粒子散射實驗。根據(jù)實驗，盧瑟福在1911年提出原子有核模型。 盧瑟福原子模型（又稱行星原子模型）：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構(gòu)成。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在原子核外空間繞核做高速運動,英國科學(xué)家盧瑟福 （E.Rutherford,18711937,盧瑟福原子模型,粒子散射實驗,Au,盧瑟福原子模型,玻爾原子模型（1913年,玻爾借助誕生不久的量子理論改進了盧瑟福的模型。 玻爾原子模型（又稱分層模型）：當原子只有一個電子

5、時，電子沿特定球形軌道運轉(zhuǎn)；當原子有多個電子時，它們將分布在多個球殼中繞核運動。 不同的電子運轉(zhuǎn)軌道是具有一定級差的穩(wěn)定軌道,丹麥物理學(xué)家玻爾 （N.Bohr,18851962,玻爾原子模型,玻爾原子模型（1913年,電子云模型,電子云模型（1935年,現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說,氫原子電子云圖,二、能層與能級,1）能層,在多電子的原子核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異，可以將核外電子分成不同的能層,依據(jù)核外電子的能量不同： 離核遠近：近 遠 能量高低：低 高,核外電子分層排布,2）能級,表示方法及各能級所容納的最多電子數(shù),在多電子原子中，同一能層的電子，能量可以不同，還可以把它們分成能級,思考

6、】2.不同的能層分別有多少個能級，與能層的序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系,能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個,思考 】1.原子核外電子的每一個能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系,第一能層只有1個能級(1s)，第二能層有2個能級(2s和2p)，第3能層有3個能級(3s、3p和3d)，依次類推。任一能層，能級數(shù)=能層序數(shù),思考 】3.不同能層中，符號相同的能級中所容納的最多電子數(shù)是否相同？ s、p、d、f能級可容納的最多電子數(shù)是多少,不同能級中的s級，所容納的電子數(shù)是相同的，但是能量是不同的。 以s、p、d、f排序的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7的二倍,能層的能級數(shù)= 能

7、層序數(shù)。 任一能層的能級總是從s能級開始。 在每一能層中，能級符號與能量大小的順序是：nsnpndnf,總結(jié),問題探究,由鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖，推測鉀的核外電子在能級上的排布情況,1,6,2,2,6,2,三、構(gòu)造原理與電子排布式,思考】：有何規(guī)律,構(gòu)造原理： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 規(guī)律 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d,構(gòu)造原理中排布順序的實質(zhì),1)相同能層的不同能級的能量高低順序 ： (2)英文字母相同的不同能級的能量高低順序： (3) 不同層不同能級可由下面的公式得出,各能級的能量高低順序,nsnpndnf,1s2s3s4s；2p3p4p;

8、 3d4d,ns(n-2)f(n-1)dnp (n為能層序數(shù),2、根據(jù)2n2的規(guī)律推算第一到第四電子層最多可以容納的電子數(shù)目為,1、按能量由低到高的順序排列，正確的一組是：( ) A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p,2、8、18、32,C,練習(xí),4、電子排布式,氫 H 鈉 Na 鋁 Al,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p1,1s1,用數(shù)字在能級符號右上角表明該能級上的排布的電子數(shù),思考】怎樣用能層，能級表示核外電子排布,練習(xí)】試書寫 Cl、K、26Fe原子的核外電子排布式,O: Cl: 26Fe,1s2

9、2s22p6 3s23p5,1s2 2s22p4,1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2,注意書寫：1s2 2s22p6 3s23p64s2 3d6,練習(xí)：請根據(jù)構(gòu)造原理，寫出下列元素基態(tài)原子的電子排布式： （1）Ne 。 （2）S 。 （3）29Cu 。 （4）32Ge,1s22s22p6,1s22s22p63s23p4,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,練習(xí)：請寫出第四周期2136號元素原子的基態(tài)電子排布式,鈧Sc： ； 鈦Ti： ； 釩V： ； 鉻Cr： ； 錳Mn： ； 鐵Fe： ； 鈷Co： ； 鎳Ni：,1s

10、22s22p63s23p63d14s2,1s22s22p63s23p63d24s2,1s22s22p63s23p63d34s2,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d54s2,1s22s22p63s23p63d64s2,1s22s22p63s23p63d74s2,1s22s22p63s23p63d84s2,練習(xí)：請寫出第四周期2136號元素原子的基態(tài)電子排布式,銅Cu： ； 鋅Zn： ； 鎵Ga： ； 鍺Ge： ； 砷As： ； 硒Se： ； 溴Br： ； 氪Kr：,1s22s22p63s23p63d104s1,1s22s22p63s23p63d104s

11、2,1s22s22p63s23p63d104s24p1,1s22s22p63s23p63d104s24p2,1s22s22p63s23p63d104s24p3,1s22s22p63s23p63d104s24p4,1s22s22p63s23p63d104s24p5,1s22s22p63s23p63d104s24p6,P7 【思考與交流】1,1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d104s1,練習(xí)：136號元素中是否都遵循構(gòu)造原理？ 舉出具體的例子,注 意,原子的簡化電子排布：原子實,Ne3s1,練習(xí)：寫出第8號元素氧、第14號元素硅和第26號元素鐵的簡化電子

12、排布式嗎,上式方括號里的符號的意義是,該元素前一個周期的惰性氣體電子排布結(jié)構(gòu),Na的簡化電子排布,He2s22p4,Ne3s23p2,Ar3d64s2,P7 【思考與交流】2,下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是（,A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6,B. O2- 1s22s23p4,C. Cl- 1s22s22p63s23p5,D. Ar 1s22s22p63s23p6,BC,練習(xí) 1,練習(xí)2： 1.電子排布式為1s22s22p63s23p6 某原子， 則該元素的核電荷數(shù)是_,2.某元素原子的價電子構(gòu)型為3s23p4, 則此元素在周期表的位置是_,18,第3周期第VIA族,4構(gòu)造

13、原理揭示的電子排布能級順序，實質(zhì)是 各能級能量高低，若以E 表示某能級的能量，下列能量大小順序中正確的是 ( ) AE(3s)E(2s)E(1s) BE(3s)E(3p)E(3d) CE(4f)E(4s)E(3d) DE(5s)E(4s)E(4f,3一個電子排布為1s22s22p63s23p1的元素最可能的價態(tài)是( ) A +1 B +2 C +3 D -1,C,A,5.下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是( ) A.Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6 C.Na+ 1s22s22p6 D. Si 1s22s22p2 6.下列表達方式錯誤的是( ) A.甲烷的

14、電子式 B.氟化鈉的電子式 C.硫離子的核外電子排布式 1s22s22p63s23p4 D.碳12原子符號 126C,D,C,小 結(jié),第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) （第3課時,教學(xué)目標】 1.理解能量最低原理，及其運用 2.了解原子核外電子再一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單運用,四.能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜,能量最低原理,原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài),基態(tài)原子: 處于最低能量的原子 (穩(wěn)定,電子放出能量,電子吸收能量,如：Na 1s22s22p63s1,如：Na 1s22s22p63p1,閱讀】 P7 四 第一段,基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系原子光譜,基態(tài)

15、原子,激發(fā)態(tài)原子,吸收能量,釋放能量,發(fā)射光譜,吸收光譜,能量較高,能量最低,基態(tài)與激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用,焰色 反應(yīng),焰色反應(yīng)就是某些金屬原子的電子在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激躍遷到激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短的時間內(nèi)（約10s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級上，并在躍遷過程中將能量以一定波長（顏色）的光釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)于可見光范圍，于是我們就看到了各種色彩,焰火呈現(xiàn)五顏六色的原因,處于最低能量的原子,_ ,簡稱能量最低原理。 _叫做基態(tài)原子,當基態(tài)原子的電子吸收能量

16、后，電子會_，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將_能量。光（輻射）是電子_能量的重要形式之一,原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài),躍遷到較高能級,釋放,釋放,1.當鎂原子由1s22s22p63s2 1s22s22p63p2時，以下說法正確的是（ ） A鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中吸收能量 B鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中釋放能量 C鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中釋放能量 D鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中吸收能量,A,課堂練習(xí),2.判斷下列表達是正確還是錯誤？ (1) 1s22s2 2p63s2 3p63d5

17、4s2 屬于激發(fā)態(tài) (2) 1s22s2 2p63d1 屬于激發(fā)態(tài),構(gòu)造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p； 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d,光的色散,光譜,按一定次序排列的彩色光帶,用光譜儀測定氫氣放電管發(fā)射的氫的發(fā)射光譜,鋰、氦、汞的發(fā)射光譜,鋰、氦、汞的吸收光譜,特征:暗背景, 亮線, 線狀不連續(xù),特征:亮背景, 暗線, 線狀不連續(xù),原子光譜,不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜,光譜分析,在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。元素的發(fā)現(xiàn)

18、等,化學(xué)研究中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量等,光譜分析的應(yīng)用,通過原子光譜發(fā)現(xiàn)許多元素,如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。 又如：1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦,下圖是鋰、氦、汞的吸收光譜和發(fā)射光譜。其中圖_是原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)時的吸收光譜，圖_是原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為基態(tài)時的發(fā)射光譜。不同元素的原子光譜上的特征譜線不同，請在下圖中用線段將同種元素的吸收光譜和發(fā)射光譜連接,課堂練習(xí),2.關(guān)于光譜分析，下列說法錯誤的（ ） A、光譜分析的依據(jù)是每種元素都有其獨特的 特征譜線 B、光譜分析不能用連續(xù)光譜 C、光譜分析既可以用發(fā)射譜也可

19、以用吸收光譜 D、分析月亮的光譜可得知月球的化學(xué)組成,D,3.在太陽的光譜中有許多暗線，這表明（ ） A、太陽內(nèi)部含有這些暗線所對應(yīng)的元素 B、太陽大氣層中缺少這些暗線所對應(yīng)的元素 C、太陽大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素 D、地球的大氣層中含有這些暗線所對應(yīng)的元素,課堂練習(xí),C,第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) （第4課時,教學(xué)目標】 1.了解核外電子的運動狀態(tài)即原子軌道 2.了解泡利原理和洪特規(guī)則 3.理解滿足基態(tài)原子的條件 4.學(xué)會用電子排布圖表示核外電子排布規(guī)律,思考,宏觀物體的運動特征,可以準確地測出它們在某一時刻所處的 位置及運行的速度； 可以描畫它們的運動軌跡,五、電子云

20、與原子軌道,核外電子質(zhì)量小(只有9.1110-31 kg)，運動空間?。ㄏ鄬τ诤暧^物體而言），運動速率大(近光速,核外電子運動的特征,無確定的軌道，無法描述其運動軌跡,無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出 其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少(概率,測不準原理(海森堡,電子云:電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖,1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖,核外電子運動狀態(tài)的描述,閱讀】P9,電子云只是形象地表示 電子出現(xiàn)在各點的概率高低,而實際上并不存在,小黑點不表示電子，只表示電子在這里出現(xiàn)過一次,小黑點的疏密表示電子在核外空間內(nèi)出現(xiàn)的機會的多少,電子輪廓圖的制作,常把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出

21、來，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 P10 最后一段,電子云輪廓圖原子軌道,S能級的原子軌道是球形對稱的,電子云形狀 s電子云呈球形，在半徑相同的球面上，電子出現(xiàn)的機會相同； p電子云呈啞鈴形 (或紡錘形)； d電子云是花瓣形； f電子云更為復(fù)雜,原子軌道,S能級的原子軌道圖,S能級的原子軌道是球形對稱的,能層序數(shù)n越大,原子軌道半徑越大,P能級的原子軌道是啞鈴形的,每個P能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以Px,Py,PZ表示,P能級的原子軌道圖,原子軌道圖,S能級的原子軌道圖,P能級的原子軌道圖,d能級的原子軌道圖,思考：回憶 s p d f 能級分別最多容納電子個數(shù),P5 第二

22、段最后一句話,觀察下圖，這些圖稱為原子的電子排布圖,1.每個原子軌道最多只能容納幾個電子,2.當電子排在同一個能級內(nèi)時，有什么規(guī)律,科學(xué)探究,1個原子軌道里最多只能容納2個電子，且自旋方向相反(順時針、逆時針)。 -泡利原理,當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同。-洪特規(guī)則,泡利(Pauli),奧地利科學(xué)家,對于量子力學(xué)的形成以及原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展有重大的貢獻，獲得1945年諾貝爾物理獎。他對科學(xué)理論有著很深刻的洞察力，語鋒犀利，被稱為“理論物理學(xué)的心臟”,泡利原理,一個原子軌道中最多只能容納兩個電子，且這兩個電子的自旋方向必須相反，此時體系最穩(wěn)定，原子

23、的總能量最低,泡利不相容原理,電子排布式,1s 2s,電子排布圖,用一個表示一個原子軌道，在中用“”或“”表示該軌道上排入的電子,Li: 1s22s1,洪特規(guī)則,對于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時，將盡可能分占不同的軌道并且自旋方向相同,C ：1s2 2s22p2,1.每個原子軌道上最多能容納_個電子，且自旋方向_,科學(xué)研究,2.當電子排在同一能級時有什么規(guī)律,當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是_，而且自旋方向_,洪特規(guī)則,2,不同,泡利原理,首先單獨占一個軌道,相同,N,O,C,練習(xí)1：創(chuàng)新設(shè)計 例5，訓(xùn)練5,練習(xí)2：寫出 24Cr 29Cu 電子排布式,29Cu 1s22s22

24、p63s23p63d104s1,24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1,洪特規(guī)則特例,洪特規(guī)則特例,相對穩(wěn)定的狀態(tài),全充滿（p6，d10，f14,全空時（p0，d0，f0,半充滿（p3，d5，f7,泡利原理： 洪特規(guī)則,當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占一個軌道（即分占不同的軌道），而且自旋狀態(tài)相同,一個原子軌道最多容納2個電子，而且自旋方向相反,洪特規(guī)則特例：全空、半充滿、全充滿時相對穩(wěn)定,鐵原子的電子排布圖,洪特規(guī)則,泡利原理,能量最低原理,1s,2s,2p,3p,3d,3s,4s,能量最低原理表述的是“整個原子處于能量最低狀態(tài)”，而不是說電子填充到能量最低的軌道中去，泡利原理和洪特規(guī)則都使“整個原子處于能量最低狀態(tài),注意,小結(jié)：核外電子排布規(guī)則,1.能量最低原理,2.泡利不相容原理,3.洪特規(guī)則,其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是（,A,B,C,D,C,想一想,當碳原子的核外電子排布由,轉(zhuǎn)變?yōu)?時，下列說法正確的是 （,A.碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài) B.碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài) C