選修3第一章原子結(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)新課標人教版選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)15一月2023宇宙大爆炸開天辟地——原子的誕生宇宙大爆炸

1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合成了其它元素。

2、地球上的元素大多數(shù)是金屬，非金屬元素（包括稀有氣體）僅

種，其中

元素是宇宙中最豐富的元素，它和

元素約占宇宙原子總數(shù)的99.7%以上。HHe22

復(fù)習回憶：原子結(jié)構(gòu)原子：化學反應(yīng)的實質(zhì):回憶：構(gòu)成原子的粒子有哪些？它們怎樣構(gòu)成原子的？是化學變化中最小的粒子。是原子的重新組合。一、原子結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子(-)質(zhì)子(+)中子(不帶電）粒子間的數(shù)量關(guān)系zxA核電荷數(shù)（z）=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）粒子間的質(zhì)量關(guān)系回憶：原子核外電子排布規(guī)律③最外層最多只能容納

個電子（氦原子是

個）；④次外層最多只能容納

個電子；⑤倒數(shù)第三層最多只能容納

個電子；②

每個電子層最多只能容納

電子。①

核外電子總是盡量先排布在能量較

的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步

的電子層。最多電子數(shù)能層符號一二四六七2LNOPQ83250……K…………三五M18二、能層（電子層）與能級1、能層離核距離能量高低(近)(遠)(低)(高)多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級，就好比能層是樓層，能級是樓梯的階梯。二、能層（電子層）與能級2、能級能層KLMNOPQ能級數(shù)符號

······11s2s2p4s4p4d4f3s3p3d……二、能層（電子層）與能級2、能級234規(guī)律1、在每一能層中，能級符號的順序是

ns、np、nd、nf……（n代表能層）2、能級數(shù)等于該能層序數(shù)。3、電子能量的高低同一能層里，能級的能量按s、p、d、f……的次序____，即E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)＜······不同能層中：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)＜······E(2p)＜E(3p)＜E(4p)＜E(5p)＜······3、電子云與原子軌道（1）核外電子運動的特征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。微觀物體的運動特征：核外電子質(zhì)量小，運動空間小，運動速率大。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。海森堡測不準原理對于不能同時確定其位置與時間的事物，需要換一種描述方式，即用“概率”來描述。許多宏觀事物也需要用幾率才能描述。例如，一個技術(shù)穩(wěn)定的射箭選手，我們并不能肯定他射出的第幾根箭會射中靶心，但可以給出這根箭射中靶心的百分率，也就是概率。我們不可能得知他射出100根箭時每一根箭落在哪里，但是，若在他射完100根箭后，可以得到無須記錄射箭時序的幾率分布圖。描述核外電子不用軌跡，也無法確定它的軌跡，但可以用幾率，用電子出現(xiàn)在核外空間各點的概率分布圖來描述。1.電子在原子核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)，可以想象為一團帶負電的云霧籠罩在原子核周圍，所以，人們形象地把它叫做“電子云”3、電子云與原子軌道電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子,而是表示電子在此空間出現(xiàn)的機率。電子云密度大的地方說明電子出現(xiàn)的機會多，而電子云密度小的地方說明電子出現(xiàn)的機會少。概率分布圖(電子云)電子云輪廓圖的制作過程原子軌道（2）電子云電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖。電子云是核外電子運動狀態(tài)的形象化描述。（3）原子軌道電子云的輪廓圖稱為原子軌道s能級的原子軌道圖原子軌道的特點s能級的原子軌道圖S能級的原子軌道是球形對稱的（原子核位于球心），能層序數(shù)n越大（電子能量越大，1s<2s<3s......），原子軌道半徑越大。p能級的原子軌道圖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電子原子軌道的平均半徑隨n增大而增大。在同一能層中Px,Py,PZ的能量相同。P能級的原子軌道圖能層KLMNOPQ能級(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f······原子軌道數(shù)二、能層（電子層）與能級3、電子云與原子軌道14916n2三、構(gòu)造原理隨原子核電荷數(shù)遞增，絕大多數(shù)原子核外電子的排布遵循如右圖的排布順序，這個排布順序被稱為構(gòu)造原理。電子填充的先后順序（構(gòu)造原理）

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s

4f5d6p7s5f6d7p

……能級交錯通式：

ns······(n-2)f、(n-1)d、np

運動狀態(tài)包含

四、原子核外電子排布規(guī)律（1）能量最低原理（2）泡利原理電子優(yōu)先占據(jù)能量較低的軌道1個原子軌道里最多只能容納2個電子，且自旋方向相反通常稱為電子對，用方向相反的箭頭“↑↓”來表示。也稱泡利不相容原理，任何一個原子里絕不會出現(xiàn)運動狀態(tài)完全相同的電子。

能級能層原子軌道自旋方向41916（3）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)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同五.原子核外電子排布的表示方法1.原子結(jié)構(gòu)示意圖：2.電子排布式Na：1s22s22p63s1能層序數(shù)該能級上排布的電子數(shù)能級符號KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能層次序書寫，按構(gòu)造原理充入電子。3.電子排布圖（軌道表示式）如：N：1s22s22p3↑↓↑↓↑↑↑↑↓↑↓↑↑↑1s2s2p用“□”表示軌道，用“↑”或“↓”表示容納的電子?！樘匾?guī)則的特例：當同一能級的電子排布為全充滿、半充滿或全空狀態(tài)時具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1特例：24Cr______________________________29Cu_______________________________↑↑↑↑↑全充滿

↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑半充滿3d3d并不是所有基態(tài)原子核外電子都符合構(gòu)造原理。4.簡化電子排布式如：Na：1s22s22p63s1[Ne]3s1表示鈉的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同簡化為把內(nèi)層已達到稀有氣體的電子層結(jié)構(gòu)用稀有氣體元素符號加括號來表示。如Cl：1s22s22p63s23p5將"1s22s22p6"(Ne的電子排布式）省略，"3s23p5"即為氯原子的外圍電子排布式。Fe原子外圍電子排布式為3d64s2(省略了1s22s22p63s23p6)。

5、外圍電子排布式：是指將過渡元素原子的電子排布式中符合稀有氣體的原子的電子排布的部分（原子實）或主族、0族元素的內(nèi)層電子排布省略后剩下的式子。在化學反應(yīng)中發(fā)生變化的是外圍電子，而“原子實”不受影響，外圍電子排布式能更簡捷地、直接地反映原子的電子層結(jié)構(gòu)。6、電子式：鞏固練習1、1～36號元素的原子核外電子排布式2、1～36號元素原子簡化核外電子排布式（3）基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系六、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜（1）基態(tài)原子：處于最低能量的原子叫基態(tài)原子。（2）激發(fā)態(tài)原子：當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高的能級，變成激發(fā)態(tài)原子。基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量1s22s22p63s2

1s22s22p63s13p1

吸收能量釋放能量①光（輻射）是電子釋放能量的重要形式之一；②在日常生活中，我們看到的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光、焰火、焰色反應(yīng)等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。（4）原子光譜:

不同元素的原子的核外電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同頻率的光，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，總稱為原子光譜。

（5）光譜分析：在現(xiàn)代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。鋰、氦、汞的吸收光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜②化學研究中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量等（6）光譜分析的應(yīng)用：①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：