11原子結(jié)構(gòu)（共3課時(shí)新）課件高二下學(xué)期化學(xué)人教版選擇性必修2

第一章

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)

第1-3課時(shí)

18031904191119131926-1935道爾頓湯姆孫盧瑟福玻爾薛定諤電子云模型原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史實(shí)心球模型棗糕模型葡萄干布丁模型行星模型玻爾模型光譜：按照一定能量次序排列的光帶。可見光光譜：可以被人眼觀察的光帶。光譜生活中的光現(xiàn)象霓虹燈激光焰火光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式高溫光源Li(g)狹縫三棱鏡光譜：按照一定能量次序排列的光帶原子光譜能量的量子化位置和能量是不連續(xù)的?E1?E2?E3?E4離核越遠(yuǎn)，能量越高。KLMNHH原子結(jié)構(gòu)示意圖基態(tài)KLMN原子光譜的產(chǎn)生——吸收光譜基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。激發(fā)態(tài)KLMN能量激發(fā)態(tài)原子:

基態(tài)原子吸收能量，其中的電子會(huì)發(fā)生躍遷，由于電子躍遷，原子處于比基態(tài)能量高的狀態(tài)，形成激發(fā)態(tài)原子。鋰、氦、汞的吸收光譜能量KLMN光KLMN

當(dāng)電子從較高能量的狀態(tài)躍遷至較低能量的狀態(tài)，乃至基態(tài)時(shí)，會(huì)釋放能量。

光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式。鋰、氦、汞的發(fā)射光譜原子光譜的產(chǎn)生——發(fā)射光譜鋰、氦、汞的吸收光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜原子光譜

不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。原子光譜的應(yīng)用（1）發(fā)現(xiàn)新元素He氦（2）檢驗(yàn)元素能層與能級(jí)【規(guī)律】（1）能量低→高（2）每一層最多容納的電子數(shù)：2n2個(gè)（3）最外層電子數(shù)不超過8個(gè)（K層為最外層時(shí)不超過2個(gè)）

次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過32個(gè)原子結(jié)構(gòu)示意圖玻爾模型能層一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ最多電子數(shù)281832507298（E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)）鈉原子光譜實(shí)驗(yàn)

分析鈉原子光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)：

即便是相同的兩個(gè)能層之間發(fā)生電子躍遷，也會(huì)出現(xiàn)多條譜線。

對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，你會(huì)提出何種假設(shè)？能層與能級(jí)能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)（1）任一能層的能級(jí)總是從s開始。（2）任一能層的能級(jí)數(shù)等于能層序數(shù)。（3）能級(jí)符號(hào)按照s、p、d、f、g、h、i排序。（4）能級(jí)符號(hào)前面用數(shù)字表示能層序數(shù)。（5）s、p、d、f能級(jí)可容納的最多電子數(shù)為奇數(shù)數(shù)列

1、3、5、7……的2倍。能層能級(jí)KLMNOPQ1234567spdfghi1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s6p6d6f6g6h7s7p7d7f7g7h7i1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s6p6d6f6g6h7s7p7d7f7g7h7i？實(shí)驗(yàn)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的排布規(guī)律表示方法原子光譜能量量子化能層能級(jí)原子結(jié)構(gòu)示意圖【小結(jié)】【思考1】根據(jù)核外電子在能層中的排布規(guī)律，畫出

19K的原子結(jié)構(gòu)示意圖。能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)【思考】19K核外電子在能級(jí)中如何排布？能層能級(jí)KLMNOPQ12345671sspdfghi2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g6s6p6d6f6g6h7s7p7d7f7g7h7i構(gòu)造原理

以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從1s能級(jí)開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增的電子填入能級(jí)的順序稱為構(gòu)造原理。能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象的拓展1s2s2p3s3p4s3d

4p

5s4d

5p

6s4f5d6p7s5f6d7p……（1）隨電荷數(shù)遞增，電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開始填入下一個(gè)能層的。從第三能層開始，不同能層的能級(jí)出現(xiàn)“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。（2）一般規(guī)律為：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。

【思考2】19K核外電子在能級(jí)中如何排布？能層KLMN最多電子數(shù)281832能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f填充電子數(shù)226261【思考3】19K核外電子在能級(jí)中的排布又可以如何表示？1s22s22p63s23p64s1能級(jí)上的電子數(shù)能層能級(jí)基態(tài)原子電子排布式：電子排布式第1步根據(jù)構(gòu)造原理列出能級(jí)排布的順序第2步將核外電子依次填入其中ns→

(n－2)f→

(n－1)d→

np第3步去掉各空能級(jí)，并按照能層順序排列【練習(xí)1】寫出基態(tài)O、Si、Ti、Cr、Cu的電子排布式例：19K1s22s22p63s23p64s1【練習(xí)】寫出基態(tài)O、Si、Ti、Cr、Cu的電子排布式O

1s22s22p4Si

1s22s22p63s23p2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Cr1s22s22p63s23p63d54s1Ti

1s22s22p63s23p63d24s2當(dāng)p、d、f

能級(jí)處于全空、全充滿(p6、d10、f14)或半充滿狀態(tài)

(p3、d5、f7)

時(shí)，能量相對(duì)較低，原子結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。2He10Ne

18Ar

36Kr

54Xe86Rn

電子排布式O的電子排布式

1s22s22p4[He]2s22p4注：(1)

[He]表示的是He的核外電子排布。

(2)價(jià)層電子（決定元素的化學(xué)性質(zhì)）

O的簡(jiǎn)化電子排布式

O的價(jià)層電子排布式

2s22p4①主族元素及稀有氣體元素，最外層電子②過度元素，最外層電子和部分內(nèi)層電子電子排布式O

1s22s22p4Si

1s22s22p63s23p2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Cr1s22s22p63s23p63d54s1Ti

1s22s22p63s23p63d24s2[He]2s22p42He10Ne

18Ar

36Kr

54Xe86Rn

2s22p4基態(tài)電子排布式

簡(jiǎn)化電子排布式

價(jià)層電子排布式

Se

【練習(xí)】寫出下列基態(tài)粒子的電子排布式電子排布式

簡(jiǎn)化電子排布式

價(jià)層電子排布式

Ni

1s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d104s24p4Fe

Fe2+

Fe3+

1s22s22p63s23p63d64s2

1s22s22p63s23p63d6

1s22s22p63s23p63d52He10Ne

18Ar

36Kr

54Xe86Rn

Cl－

1s22s22p63s23p6Ne1s22s22p6F1s22s22p5O1s22s22p4N1s22s22p3C1s22s22p2B1s22s22p1Be

1s22s2Li

1s22s1He

1s2H1s1【練習(xí)】寫出1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式Ca1s22s22p63s23p64s2K1s22s22p63s23p64s1Ar1s22s22p63s23p6Cl1s22s22p63s23p5S1s22s22p63s23p4P1s22s22p63s23p3Si1s22s22p63s23p2Al1s22s22p63s23p1Mg

1s22s22p63s2Na1s22s22p63s1Zn1s22s22p63s23p63d104s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ni1s22s22p63s23p63d84s2Co

1s22s22p63s23p63d74s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2Mn1s22s22p63s23p63d54s2Cr1s22s22p63s23p63d54s1V1s22s22p63s23p63d34s2Ti

1s22s22p63s23p63d24s2Sc1s22s22p63s23p63d14s2Kr1s22s22p63s23p63d104s24p6Br1s22s22p63s23p63d104s24p5As1s22s22p63s23p63d104s24p3Ge

1s22s22p63s23p63d104s24p2Ga1s22s22p63s23p63d104s24p1Se1s22s22p63s23p63d104s24p4【練習(xí)】寫出1-36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式實(shí)驗(yàn)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的排布規(guī)律表示方法原子光譜能量量子化能層能級(jí)原子結(jié)構(gòu)示意圖【小結(jié)】構(gòu)造原理電子排布式【思考】為什么不同能級(jí)中最多可容納電子數(shù)不同？如何表示核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出：可以用一個(gè)數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為近代量子力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。

量子力學(xué)指出：一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子并不在玻爾假設(shè)的線性軌道上運(yùn)動(dòng)，而是在核外空間各處都可以出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的概率不同。氫原子1s電子的概率密度分布圖電子云電子云圖很難繪制，使用不便，我們常使用電子云輪廓圖。將出現(xiàn)概率90%的空間圈出來不同能級(jí)s電子的電子云形狀一致，均為球形。電子云px、py、pz的電子云輪廓圖2py電子云啞鈴形（三個(gè)相互垂直的電子云）量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)=軌道數(shù)目氫原子光譜實(shí)驗(yàn)1925年，烏倫貝克和哥德斯密根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出假設(shè)：電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還存在一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫自旋。每個(gè)原子軌道中最多可容納2個(gè)電子，這2個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有什么差異呢？電子自旋

電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡(jiǎn)稱自旋相反，常用上下箭頭（“↑”“↓”）表示自旋相反的電子?？臻g運(yùn)動(dòng)狀態(tài)=軌道數(shù)目電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)=電子數(shù)目一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的2個(gè)電子【思考】鈉原子有多少種不同的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？實(shí)驗(yàn)核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子的排布規(guī)律表示方法原子光譜能量量子化能層能級(jí)原子結(jié)構(gòu)示意圖【小結(jié)】構(gòu)造原理電子排布式原子軌道電子自旋？電子排布的軌道表示式（1）用方框(也可用圓圈)表示原子軌道，能量相同的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的方框相連（2）箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子，“↑↓”稱電子對(duì)，“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對(duì)電子)，箭頭同向的單電子稱自旋平行（3）通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。（4）有時(shí)畫出的能級(jí)上