原子結構（上海高三）課件

1、1.1 原子結構一、原子的構成原子原子核核外電子質子中子(1)原子很小，原子核更小(2)原子的質量幾乎都集中在原子核上(3)原子：核電荷數(shù)核內(nèi)質子數(shù)原子序數(shù) 原子核外電子數(shù)(4)質量數(shù)(A)質子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)(5)元素符號角標的意義：aXAZbc二、元素、同位素、核素元素：具有相同核電荷數(shù)(即質子數(shù))的同一 類原子的總稱同位素：具有相同質子數(shù)、不同中子數(shù)的同 種元素的原子互稱同位素核素：具有相同質子數(shù)和相同中子數(shù)的原子 即同一元素的不同核素之間互稱同位素元素、核素和同位素間關系元素（質子數(shù)相同）互為同位素核素核素例1、中國科學技術名詞審定委員會已確定第116號元素Lv的名稱為鉝。關于

2、293116Lv的敘述錯誤的是A原子序數(shù)116 B中子數(shù)177C核外電子數(shù)116 D相對原子質量293D例2、“玉兔”號月球車用 作為熱源材料。下列關于 的說法正確的是 A. 與 互為同位素 B. 與 互為同素異形體 C. 與 具有完全相同的化學性質 D. 與 具有相同的最外層電子數(shù)D例3、230Th和232Th是釷的兩種同位素，232Th可以轉化成233U。下列有關Th的說法正確的是Th 元素的質量數(shù)是232 Th 元素的相對原子質量是231C. 232Th 轉換成233U是化學變化 D. 230Th和232Th的化學性質相同D例4、下列各組中兩種微粒所含電子數(shù)不相等的是 A. H3O+ 和

3、OH- B.CO和N2 C. HNO2和 NO2- D.CH3+和NH4+D三、元素的相對原子質量(1)同位素(即原子)的相對原子質量(M) 采用12C原子質量的1/12作為基準， 其它同位素原子的質量與之相比。 無單位 計算方法：原子的質量NA(數(shù)值上) 原子的質量12C的原子質量(1/12)(2)元素的相對原子質量(Ar) 該元素所含各種同位素相對原子質量 按其豐度計算的平均值。 無單位 計算方法： Ar = M1a% + M2b% + (3)同位素(即原子)的近似相對原子質量 數(shù)值上近似地等于質量數(shù)。 無單位(4)元素的近似的相對原子質量(Ar) 該元素所含各種同位素的質量數(shù)按 其豐度計

4、算的平均值。 無單位 計算方法： Ar= A1a% + A2b% + 例5、元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)見右圖，下列說法正確的是ABi元素的質量數(shù)是209BBi元素的相對原子質量是209.0CBi原子6p亞層有一個未成對電子DBi原子最外層有5個能量相同的電子B例6.硼有兩種天然同位素10B、11B，硼元素 的近似相對原子質量為10.80,則對硼 元素中10B的質量分數(shù)判斷正確的是 (A)20% (B)略大于20% (C)略小于20% (D)80%C例7.某元素的原子可構成三種雙原子分子， 已知這三種分子的相對分子質量分別 為70、72、74，則該元素有 種同位 素，質量數(shù)分別為 、 。若已知該

5、元素的質子數(shù)為17，且三種分子個數(shù) 比為961，則該元素中質量數(shù)最小 的原子百分數(shù)為 。例8.氯元素有35Cl和37Cl兩種穩(wěn)定的同位素， 它們在氯氣中的原子數(shù)之比為 35Cl37Cl= 31，則分子量為70、72、 74的氯氣分子數(shù)之比可能是 (A)521 (B)522 (C)931 (D)932 AD例9.設某氯原子的質量為ag，12C原子的質量 為bg,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則 下列說法中正確的是(A)氯元素的相對原子質量為12a/b(B)mg該氯原子的物質的量為m/aNA mol(C)該氯原子的摩爾質量為aNA g(D)ng該氯原子所含有的電子數(shù)是17n/a BD四、核外電子排

6、布規(guī)律1.電子云用統(tǒng)計的方法對原子核外空 間不同位置上電子出現(xiàn)機會 多少的一種形象化表示 * 氫原子電子云的形狀如何?* 電子云中小黑點的疏密所表示的意義？球形表示電子出現(xiàn)幾率大小2.核外電子的運動狀態(tài)(1)電子層電子層序數(shù)(n)1234567電子層符號KLMNOPQ電子能量 低 高電子離核距離 近 遠(2)電子亞層電子層序數(shù)(n)1234電子亞層數(shù)1234電子亞層符號1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f(3)電子云的伸展方向s電子云球形對稱，只有一種伸展方向，即 一個軌道 p電子云紡錘形，在空間有三種相互垂直的 伸展方向(px、py、pz)，即三個軌道* 軌道： 在一定電子層

7、上具有一定形狀和一定伸 展方向的電子云所占據(jù)的空間稱為軌道。(4)電子自旋 兩種狀態(tài)的表示：“”“”(4)電子自旋 兩種狀態(tài)的表示：“”“”電子層序數(shù)(n)1234電子亞層數(shù)電子亞層符號各亞層中的軌道數(shù)電子層中最多軌道數(shù)電子層中最多電子數(shù)1-4電子層電子運動狀態(tài)規(guī)律小結：能量比較：(1)同一電子層、同一電子亞層(軌道)上的電 子能量相同；如E2px = E2py = E2pz(2)同一電子層、不同電子亞層上的電子能量： 4f 4d 4p 4s；(3)不同電子層、相同電子亞層，n越大，電子 能量越高；如E4s E3s E2s E1s(4)電子的能量決定于幾個方面？ 軌道決定于幾個方面？ 核外電子

8、運動的狀態(tài)決定于幾個方面？五、原子核外電子排布規(guī)律1.能量最低n=7n=6n=5n=4n=3n=2n=12.泡利不相容原理 3.洪特規(guī)則 4.小結：核外電子排布的幾種表示方法(1)原子或離子結構示意圖(2)核外電子排布式(3)價電子排布 最外層電子排布主族元素 外圍電子層排布過渡元素(4)軌道表示式(5)電子式(主族元素)例10：14Si原子中核外電子數(shù)、最外層電子 數(shù)、電子占有的軌道數(shù)、未成對電子 數(shù)、已成對電子數(shù)、價電子數(shù)、3p上的 空軌道數(shù)分別是多少？ 原子核中無中子的原子：_ 最外層有1個電子的原子：_ 最外層有2個電子的原子：_ 最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的原子：_ 最外層電子數(shù)是

9、次外層電子數(shù)2倍的原子：_ 最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子：_ 最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子：_ 電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子：_ 電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的原子：_ 次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：_ 內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：_HH、Li、NaHe、Be、MgBe、ArCONeH、Be、AlBeLi、SiLi、P前18號元素的原子結構的特殊性例11. “同一原子中沒有能量完全相同的電 子”對嗎？ 試確定核外電子排布為1s22s22p6的簡 單微粒為何種元素？ 寫出核外電子分別為2個電子、10個 電子、18個電子的陰離子、陽離子和 分子的微粒。常見等電子微

10、粒歸納16e微粒：2e微粒：10e微粒：18e微粒：14e微粒：例12.以下表示氦原子結構的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是A：He B C1s2 D D例13.下列有關物質結構的表述正確的是A次氯酸的電子式 B二氧化硅的分子式 C硫原子的最外層電子排布式 D鈉離子的結構示意圖28111C例14.下列四種微粒中,不能破壞水的電離 平衡的是(A)X2- 1s22s22p63s23p6 (B)Y 1s22s22p63s1(C)Z3+ 1s22s22p6 (D)W- 1s22s22p63s23p6例15.若A元素原子的最外層電子結構為ns2, 則下列判斷正確的是(A)A一定是金屬元素 (B)

11、A一定是A族元素(C)A的最高正價是+2價 (D)A不易形成負價DD例16.下列各組原子中，彼此化學性質一定相似的是A2p軌道上只有一個空軌道的X原子與3p軌道上只有一個空軌道的Y原子 B原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子 C原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子 D最外層都只有一個電子的X、Y原子A核外電子排布規(guī)律：（1）能量最低原理：電子先排布在能量較低的軌道上。（2）每層2n2個。最外層 8個（K層時2個）次外層 18個，倒數(shù)第三層 32（1）電子分層排布的依據(jù)是什么？（2）在多電子原子中，每一層上的電子能 量一樣

12、嗎？運動區(qū)域的形狀一樣嗎？（3）為什么每個電子層所能容納的電子數(shù) 最多為2n2（n為電子層數(shù)）？思考：1、電子層（又稱能層） 分層依據(jù)：能量的較大差別； 電子運動的主要區(qū)域或離核遠近的不同。電子層序數(shù)（n）1234567符號KLMNOPQ 離核越來越遠，能量越來越高2、原子軌道電子亞層 處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運動。軌道的類型不同，軌道的形狀也不同。用s、p、d、f分別表示不同形狀的軌道。s軌道：球形p軌道：紡錘形d原子軌道是花瓣形的；f軌道形狀更復雜。原子軌道的表示方法：第4電子層：4s，4p，4d，4f表示為ns，np，nd，nf等。第1電子層：1s。第2

13、電子層：2s，2p。第3電子層：3s，3p，3d。原子軌道種類數(shù)與電子層序數(shù)相等，即n層有n種軌道。第5電子層：有五種形狀，決定有五種類型軌道。只有1個軌道， 1個伸展方向，可容納2個電子。3、軌道的伸展方向p軌道在空間有x、y、z 3個伸展方向，所以p軌道含3個軌道，可容納6個電子分別記作：px、py、pz。d軌道有5個伸展方向，有5個軌道，可容納10個電子；f軌道有7個伸展方向，有7個軌道，可容納14個電子。電子層原子軌道類型原子軌道數(shù)目可容納的電子數(shù)目11s22s，2p33s，3p，3d44s，4p，4d，4fn12489181632n22n2總結：各電子層包含的原子軌道數(shù)目和可容納的電

14、子數(shù)各原子軌道的能量高低：電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量相等。相同電子層上原子軌道能量的高低：ns np nd nf形狀相同的原子軌道能量的高低：1s 2s 3s 4s2px2py2pz原子核外電子還有一種稱為“自旋”的運動。 “”、“”來表示這兩種不同的自旋狀態(tài)。4、電子自旋1、下列軌道含有軌道數(shù)目為3的是 A、1s B、2p C、3p D、4d 3、第三電子層含有的軌道數(shù)為 A、3 B、 5 C、 7 D、 9 2、3d軌道中最多容納電子數(shù)為 A、2 B、10 C、14 D、184、第二電子層最多含有的電子數(shù)是 A、2 B、4 C、 8 D、10

15、BC課堂練習BDC1原子核外電子排布原則三、原子核外電子的排布（3）洪特規(guī)則。原子核外電子在能量相同的各個 軌道上排布時電子盡可能分占不同的原子軌道， 自旋狀態(tài)相同， 全滿、半滿、全空時能量最低。（2）泡利不相容原理。每個原子軌道上最多只能 容納兩個自旋狀態(tài)不同的電子。（1）能量最低原理。原子核外電子先占有能量低的 軌道然后依次進入能量較高的軌道。2原子的電子排布式和軌道表示式Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、ArK、Ca、Cr、Fe、Cu（1）電子排布式練習:畫出下列元素的軌道表示式:（2）軌道排布式Li、Be、B、C、N、O、F、Ne(3)原子外圍電子排布式：原子實：將原子內(nèi)層已達到稀

16、有氣體結構的部分寫成“原子實”，以稀有氣體的元素符號外加方括號表示。在化學反應中，原子外圍電子發(fā)生變化，而“原子實”不受影響。也可以省去“原子實”，直接寫出原子外圍電子排布式。練習:寫出下列元素的原子實表示式:Na：S：Ca:作業(yè):畫出118號元素、Cr、Fe、Cu的電子排布式和軌道表示式。原子的發(fā)射與吸收光譜低能量軌道電子吸收能量高能量軌道電子原子吸收光譜低能量軌道電子吸收能量原子發(fā)射光譜1、 下列關于核外電子的描述中，正確的是A電子云圖中一個小黑點表示一個電子B電子式中元素符號周圍的小黑點數(shù)表示 核外電子總數(shù)Cs電子在s電子云的球形空間內(nèi)做規(guī)則運動D核外電子的能量大小主要是由電子層和 電子亞層決定 課堂練習D2、元素的原子結構決定其性質和在周期表中的位置。下列敘述正確的是A、多電子原子中，在離核較近的區(qū)域內(nèi)運動的 電子能量高B、原子核外電子的數(shù)目越多,電子的運動狀態(tài)就越多 C軌道表示式，是對原子核外電子運動狀態(tài)最完美 的描述 D所有元素原子的最外層電子數(shù)都等于該元素的 最高化合價 課堂練習B3、關于1s、2s、3s、4s原子軌道的說法，正確的是A、電子只能在電子云輪廓圖中運動 B、能層不同,電子云輪廓圖形狀不相同 C、軌道數(shù)目相同,電子云輪廓圖形狀、大 小完全相同 D、能級不同,電子云輪廓圖形狀相同課堂練習D4、下列表達式中正確的是A、氧化鈉的電子