原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

關(guān)于原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【思考并討論】

1.“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)”與“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”兩方面是什么關(guān)系？

物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)的性質(zhì)與變化?！八乃卣f”：土、水、氣、火

“五行說”：金、木、水、火、土2.物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)如何決定性質(zhì)？分別舉例說明。第2頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（1）物質(zhì)的元素組成決定了性質(zhì)：不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同，性質(zhì)不同不同元素的原子結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相似（2）分子組成與分子結(jié)構(gòu)決定了性質(zhì)：

例：A.氧氣和臭氧、二氧化碳和一氧化碳

B.同分異構(gòu)體：乙醇和乙醚

C.分子組成不同但結(jié)構(gòu)相似：對氨基苯磺酰胺和對氨基苯甲酸（3）晶體結(jié)構(gòu)性質(zhì)：

第3頁,共53頁，2024年2月25日，星期天第4頁,共53頁，2024年2月25日，星期天第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第5頁,共53頁，2024年2月25日，星期天原子概念和原子結(jié)構(gòu)模型演變簡介1．公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子；原子的結(jié)合和分離是萬物變化的根本。第6頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

2.19世紀(jì)初（1808年），英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子說,認(rèn)為物質(zhì)由原子組成，且原子為實心球體，不能用物理方法分割；同種分子的質(zhì)量和性質(zhì)相同。第7頁,共53頁，2024年2月25日，星期天1869年，俄國科學(xué)家門捷列夫建立了根據(jù)原子量大小排列的周期表，揭示了原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)有關(guān)系第8頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

3.1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子結(jié)構(gòu)的“葡萄干布丁”模型：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，電子鑲嵌其中并中和正電荷，使原子呈電中性，原子是可以再分的。第9頁,共53頁，2024年2月25日，星期天4.1911年，英國物理學(xué)家盧瑟?！娮永@核旋轉(zhuǎn)的原子結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福原子模型：原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電荷，位于原子的中心并幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍空間作高速運動。第10頁,共53頁，2024年2月25日，星期天5．1913年，丹麥科學(xué)家玻爾提出波爾原子模型：電子在原子核外一定軌道上繞核作高速運動第11頁,共53頁，2024年2月25日，星期天6．20世紀(jì)20年代中期，奧地利物理學(xué)家薛定諤等人以量子力學(xué)為基礎(chǔ)—電子云模型第12頁,共53頁，2024年2月25日，星期天宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸第13頁,共53頁，2024年2月25日，星期天原始原子2h后誕生大量的氫大量的氦極少量的鋰原子核熔合反應(yīng)其他元素一、原子的誕生1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論

1.原子的誕生宇宙大爆炸【思考與交流】（1）宇宙中最豐富的元素是那一種？（2）宇宙年齡有多大？第14頁,共53頁，2024年2月25日，星期天2.宇宙的組成與各元素的含量H元素：約占原子總數(shù)的88.6%He元素：約占H原子的1/8

其他元素：加和不足1%3.元素的分類

非金屬元素：金屬元素：22種（包括稀有氣體元素）絕大多數(shù)第15頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（1）原子組成結(jié)構(gòu)原子原子核核外電子

質(zhì)子

中子核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)【復(fù)習(xí)回顧】第16頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（2）核外電子排布規(guī)律

①電子層由內(nèi)到外，能量由低到高②最外層電子數(shù)最多不超過8（K層不超過8）

③次外層電子數(shù)最多不超過18④倒數(shù)第三層不超過32⑤每個電子層最多容納電子不超過2n2第17頁,共53頁，2024年2月25日，星期天依據(jù)核外電子的能量不同：離核遠(yuǎn)近：近

遠(yuǎn)

能量高低：低高核外電子分層排布1234567KLMNOPQ第18頁,共53頁，2024年2月25日，星期天二、能層與能級

1.能層（n）

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。【思考】

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？

每一個能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個。第19頁,共53頁，2024年2月25日，星期天2.能級(l)

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。各能層最多電子數(shù)第20頁,共53頁，2024年2月25日，星期天【思考】1.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？2.不同能層中，符號相同的能級所容納的最多電子數(shù)是否相同？以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數(shù)是多少？任一能層的能級個數(shù)等于該能層的序數(shù)。

不同能層中，符號相同的能級中所容納的最多電子數(shù)相同。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，即2、6、10、14。第21頁,共53頁，2024年2月25日，星期天3.規(guī)律1.每個能層(n)中，能級符號的順序是_________________________。2.任一能層中：能級個數(shù)=________數(shù)3.s、p、d、f……各能級可容納的電子數(shù)依次是1,3,5,7……的二倍。（即2,6,10,14……）ns、np、nd、nf……

能層序第22頁,共53頁，2024年2月25日，星期天【課堂達標(biāo)測試】1、以下能級符號正確的是（）A6sB2dC3fD7p2、下列各能層中不包含p能級的是（）A.NB.MC.LD.K3、原子核外P能層和p能級可容納的最多電子數(shù)分別為（）A32和2B50和6C72和6D86和10ADDC第23頁,共53頁，2024年2月25日，星期天4.下列有關(guān)認(rèn)識正確的是（）

A.各能級上最多的電子按s、p、d、f的順序分別為2、6、10、14B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束

C.各能層含有的能級數(shù)為n—1D.各能層含有的電子數(shù)為2n2A第24頁,共53頁，2024年2月25日，星期天名稱序數(shù)n符號能層能級最多電子數(shù)能層最多可容納電子數(shù)一二三四五六七1234567KLMNOPQ1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2262610261014符號281832能層、能級的概念第25頁,共53頁，2024年2月25日，星期天【練習(xí)】寫出鉀元素原子的核外電子層排布？

鉀原子的核外電子排布為什么是2、8、8、1而不是2、8、9？原子核外電子排布遵循構(gòu)造原理第26頁,共53頁，2024年2月25日，星期天三、構(gòu)造原理

絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子排布的能級順序都遵循下列順序：1.構(gòu)造原理：1s2s2p3s3p

4s3d

4p

5s

4d5p6s4f…（存在能級交錯現(xiàn)象）第27頁,共53頁，2024年2月25日，星期天2.構(gòu)造原理排布順序的實質(zhì)A.同一能層的不同能級的能量：

ns<np<nd<nfB.字母相同的不同能級的能量：

1s<2s<3s<4s……C.不同能層不同能級的能量存在能級交錯現(xiàn)象:

ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n為能層序數(shù))------各能級的能量高低順序第28頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（1）在各能級符號右上角表明該能級上排布的電子數(shù)。（2）書寫電子排布式時，將能層序數(shù)小的能級寫在左邊（不能按填充順序?qū)懀?.原子的電子排布式：【練習(xí)】氫H氮N鈧Sc1s22s22p31s22s22p63s23p63d14s21s1

寫出溴和氪的電子排布式，它們的最外層有幾個電子？【例】第29頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（3）原子的簡化電子排布：[Ne]3s1方括號里的符號含義：

該元素上一周期中惰性氣體元素原子的核外電子排布結(jié)構(gòu)鈉Na的電子排布可簡化為：

仿照鈉的簡化電子排布式寫出第8號元素氧、第14號元素硅和第26號元素鐵的簡化電子排布式嗎？O：[He]2s22p4Si：[Ne]3s23p2Fe：[Ar]3d64s2【練習(xí)】寫出Ne和Na的電子排布式第30頁,共53頁，2024年2月25日，星期天1．在同一個原子中，離核越近、n越小的能層能量

。在同一能層中，各能級的能量按s、p、d、f的次序

。

2．理論研究證明，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，第三能層有3個能級分別為

。越低增大

3S3P3d【練習(xí)】3.寫出13Al、23V、27Co、31Ga的電子排布，并寫出其簡化核外電子排布式第31頁,共53頁，2024年2月25日，星期天4.下列符號代表一些能層或能級的能量，請將它們按能量由低到高的順序排列：（1）EKENELEM

，（2）E3SE2SE4SE1S

，（3）E3SE3dE2PE4f

。5.一個電子排布為1s22s22p63s23p1的元素最可能的價態(tài)是()A

+1B

+2C

+3D

-1第32頁,共53頁，2024年2月25日，星期天6.由下列微粒的最外層電子排布，能確定形成該微粒的元素在周期表中的位置的是（）

A．1s2B．3s23p1

C．2s22p6D．ns2np3

B7.下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是（）A.Al1s22s22p63s23p1B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6D.Si1s22s22p2 D第33頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

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。4.能量最低原理

原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜

1.基態(tài)與激發(fā)態(tài)（1）基態(tài)原子：（2）激發(fā)態(tài)原子：處于最低能量的原子。（3）基態(tài)與激發(fā)態(tài)的關(guān)系：

基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量第34頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

生活中與電子躍遷有關(guān)的事物第35頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

焰色反應(yīng)是某些金屬原子的電子在高溫火焰中，吸收了能量，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10－８s）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：第36頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

2.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，總稱為原子光譜。3.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。鋰、氦、汞的吸收光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜第37頁,共53頁，2024年2月25日，星期天（2）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4.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：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。第38頁,共53頁，2024年2月25日，星期天1.________________________________________________________,簡稱能量最低原理。______________________叫做基態(tài)原子。

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)

【課堂達標(biāo)測試】2.當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，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。處于最低能量的原子躍遷到較高能級

釋放

釋放

第39頁,共53頁，2024年2月25日，星期天3.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_______光譜或_______光譜，總稱_______光譜。許多元素是通過原子光譜發(fā)現(xiàn)的。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________。

吸收

發(fā)射

原子

光譜分析第40頁,共53頁，2024年2月25日，星期天4.判斷下列表達是正確還是錯誤1）1s22p1屬于基態(tài)；2）1s22s22p63s23p63d54s1屬于激發(fā)態(tài)；3）1s22s22p63d1屬于激發(fā)態(tài)；4）1s22s22p63p1屬于基態(tài)；答案：(1)x(2)x(3)√(4)x【課堂練習(xí)】第41頁,共53頁，2024年2月25日，星期天5.下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的第42頁,共53頁，2024年2月25日，星期天【自主學(xué)習(xí)】P9科學(xué)史話牛頓和七基色1、光譜一詞最早是由偉大的物理學(xué)家牛頓提出的。2、牛頓類比音樂音階，選定紅、橙、黃、綠、青、籃、紫為“七基色”3、1859年德國科學(xué)家本生和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀，攝取了當(dāng)時已知元素的光譜圖。第43頁,共53頁，2024年2月25日，星期天

1913年，丹麥科學(xué)家波爾第一次認(rèn)識到氫原子光譜是氫原子大的電子躍遷產(chǎn)生的，并通過純粹的理論計算得到氫原子光譜的譜線波長，跟實驗結(jié)果幾乎完全相同。第44頁,共53頁，2024年2月25日，星期天原子核外電子是如何運動的？五、電子云和原子軌道

1.電子運動的特點電子在核外的空間運動能否用宏觀的牛頓定律描述？（1）質(zhì)量極小

（2）運動空間極小

（3）極高速運動

因此，無法計算電子在某一刻所在的位置，不能用牛頓定律描述電子的運動，只能用統(tǒng)計的方法描述電子在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少（概率）。第45頁,共53頁，2024年2月25日，星期天圖中