原子结构1―4课时

新课标人教版选修三新课标人教版选修三 物质结构与性质物质结构与性质第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构目目 录录引言引言 一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生二、能层与能级二、能层与能级三、构造原理三、构造原理与电子排布式与电子排布式四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道引言引言本册化学研究的是构成宏观物体的物质。本册化学研究的是构成宏观物体的物质。研究物质的组成与结构研究物质的组成与结构研究物质的性质与变化研究物质的性质与变化思考与交流思考与交流 1、铁易生锈，真金不怕火炼等事例说明了什么问题、铁易生锈，真金不怕火炼等事例说明了什么问题？为什么？为什么？2、O2和和O3是同素异形体，空气中的是同素异形体，空气中的O2是须臾不能是须臾不能离开的，而空气中的离开的，而空气中的O3多于多于1.2 mg/L则有害；则有害；CO易燃，易燃，CO2却能灭火。这由说明了什么问题？为什么？却能灭火。这由说明了什么问题？为什么？3、分子式为、分子式为C2H6O的物质可能有图示两种结构，前的物质可能有图示两种结构，前者与水互溶而后者不能。这又说明了什么问题？者与水互溶而后者不能。这又说明了什么问题？引言引言分子结构不同，则物质性质不同。分子结构不同，则物质性质不同。原子结构不同，则物质性质不同。原子结构不同，则物质性质不同。物质性质不同，是因为分子结构不同。物质性质不同，是因为分子结构不同。思思考考与与交交流流4、下图所示两种物质：前者是第一种用医学、下图所示两种物质：前者是第一种用医学的磺胺药，为什么服用此药后可杀死细菌？的磺胺药，为什么服用此药后可杀死细菌？5、下图所示是鲍鱼及其剖面图，图中标出了它、下图所示是鲍鱼及其剖面图，图中标出了它的两层不同结构的壳。你能说出这两层壳的功用是的两层不同结构的壳。你能说出这两层壳的功用是什么吗？为什么？什么吗？为什么？引言引言细菌的营养物细菌的营养物磺胺药分子结构与细磺胺药分子结构与细菌的营养物相似，细菌的营养物相似，细菌误食而被杀死。菌误食而被杀死。碳酸钙的两种晶体结构不同，性质不同。碳酸钙的两种晶体结构不同，性质不同。外壳方解石坚硬而起保护作用；外壳方解石坚硬而起保护作用；内壁霰石光滑而使软体自由移动。内壁霰石光滑而使软体自由移动。1、原子的组成与结构决定性质：铁易生锈、钠、原子的组成与结构决定性质：铁易生锈、钠易与一些物质反应。易与一些物质反应。-第一章原子结构与性质第一章原子结构与性质2、分子的组成与结构决定性质：、分子的组成与结构决定性质：对氨基苯磺酰胺（磺胺药）和对氨基苯甲酸对氨基苯磺酰胺（磺胺药）和对氨基苯甲酸 21世纪化学的重要课题：模拟生物体中酶的结世纪化学的重要课题：模拟生物体中酶的结构创造具有酶的性质的物质。构创造具有酶的性质的物质。-第二章分子结构与性质第二章分子结构与性质引言引言分子结构分子结构原子结构原子结构晶体结构晶体结构结结构构性性质质决定决定3、晶体的组成与结构决定性质：晶体的组成与结构决定性质：金刚石和石墨金刚石和石墨 方解石和霰方解石和霰（xian）石石-第三章晶体结构与性质第三章晶体结构与性质引言引言原子是怎样诞生的呢？原子是怎样诞生的呢？1932年勒梅特首次提出了年勒梅特首次提出了现代代宇宙大爆炸理宇宙大爆炸理论第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构新课标人教版选修三新课标人教版选修三 物质结构与性质物质结构与性质宇宙大爆炸宇宙大爆炸2h2h后后诞生诞生大量的氢大量的氢大量的氦大量的氦极少量的锂极少量的锂原子核的熔原子核的熔 合反应合反应合成合成其他元素其他元素一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生宇宙大爆炸宇宙大爆炸 1932年年勒勒梅梅特特首首次次提提出出了了现代代宇宇宙宙大大爆爆炸炸理理论：整整个个宇宇宙宙最最初初聚聚集集在在一一个个“原原始始原原子子”中中，后后来来发生生了了大大爆爆炸炸，碎碎片片向向四四面面八八方方散散开开，形形成成了了我我们的的宇宇宙宙。大大爆爆炸炸后后两两小小时，诞生生了了大大量量的的H、少少量量的的He及及极极少少量量的的Li，然然后后经过长或或短短的的发展展过程程，以以上上元元素素发生生原原子子核核的的熔熔合合反反应，分分期期分分批批的的合合成成了了其其他他元元素。素。一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生 1 1、有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？、有谁知道宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？2 2、你认为、你认为 科学史话科学史话 中普鲁特的推理是符合中普鲁特的推理是符合逻辑的吗？逻辑的吗？1 1、氢氢元元素素宇宇宙宙中中最最丰丰富富的的元元素素占占88.6%88.6%（氦氦1 18 8），另另外外还还有有9090多多种种元元素素，宇宇宙宙年年龄距近约龄距近约140140亿年，地球年龄已有亿年，地球年龄已有4646亿年。亿年。回回答答2 2、不符合，科学假设不同于思辨性推测、不符合，科学假设不同于思辨性推测一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生思思考考与与交交流流1.1.现代大爆炸宇宙学理论现代大爆炸宇宙学理论宇宇宙宙大大爆爆炸炸大量氢大量氢少量氦少量氦极少量锂极少量锂其其他他元元素素原子核的原子核的熔合反应熔合反应约约2h2h后后诞生于诞生于2.2.氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。3.3.所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。知的。4.4.地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅括稀有气体）仅2222种。种。一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢、氦等发生现代大爆炸理论认为：天然元素源于氢、氦等发生的原子核的融合反应。这与一百多年前，普鲁特运用的原子核的融合反应。这与一百多年前，普鲁特运用思辨性推测作出思辨性推测作出“氢是所有元素之母氢是所有元素之母”的预言，恰好的预言，恰好“一致一致”。下列说法正确的是。下列说法正确的是 （）A A、科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科、科学研究中若能以思辨性推测为核心，就能加快科学的进程学的进程B B、普鲁特、普鲁特“既然氢最轻，它就是其他一切元素之母既然氢最轻，它就是其他一切元素之母”的推理是符合逻辑的的推理是符合逻辑的C C、“一致一致”是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理是巧合，普鲁特的预言没有科学事实和理论支撑，只是一种猜测论支撑，只是一种猜测D D、“现代大爆炸理论现代大爆炸理论”是解释宇宙诞生的唯一正确的是解释宇宙诞生的唯一正确的理论理论C一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生1.1.古希腊原子论古希腊原子论2.2.道尔顿原子模型道尔顿原子模型(1803年年)3.3.汤姆生原子模型汤姆生原子模型(1904年年)4.4.卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型(1911年年)5.5.玻尔原子模型玻尔原子模型(1913年年)6.6.电子云模型电子云模型(1926年年)不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型:动画：原子结构模型动画：原子结构模型二、能层与能级二、能层与能级1.1.古希腊原子论古希腊原子论古希腊哲学家古希腊哲学家 原子是最小的、不可分割的物质粒子。原原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。在无限的虚空中运动着构成万物。（Democritus Democritus，约公元前，约公元前 460 460 年年前前 370 370 年）年）原子原子2.2.道尔顿原子模型道尔顿原子模型(1803年年)原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质；同一元素所有原子的质量、性质都的独特性质；同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同；完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同；不同元素化合时，原子以简单整数比结合。不同元素化合时，原子以简单整数比结合。（化化学学原原子子论论）3.3.汤姆生原子模型汤姆生原子模型(1904年年)原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。（“葡葡萄萄干干布布丁丁”模模型型）（西瓜模型）（西瓜模型）4.4.卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型(1911年年)原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。道运转，就象行星环绕太阳运转一样。(“行行星星系系式式”原原子子模模型型)(核核式式模模型型)4.4.卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型(1911年年)5.5.玻尔原子模型玻尔原子模型(1913年年)电子在原子核外空间的一定轨道上绕核电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。做高速的圆周运动。(电电子子分分层层排排布布模模型型)6.6.电子云模型电子云模型(1926年年)现代物质结构学说，波粒二象性。现代物质结构学说，波粒二象性。(量量子子力力学学模模型型)电子云电子云6.6.电子云模型电子云模型(1926年年)一、原子结构一、原子结构原子原子原子核原子核核外电子核外电子(-)质子质子(+)中子中子(不带电）不带电）粒子间的数量关系粒子间的数量关系 原子内部，质子所带正电和电子所带负电电量相等，原子内部，质子所带正电和电子所带负电电量相等，电性相反。原子整体不显电性。电性相反。原子整体不显电性。回忆：构成原子的粒子有哪些？它们怎样构成回忆：构成原子的粒子有哪些？它们怎样构成原子的？原子的？二、能层与能级二、能层与能级核电荷数（核电荷数（z z）=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数（质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数中子数（N）离子所带电荷数离子所带电荷数=质子数质子数核外电子数核外电子数思考：思考：当质子数（核电荷数）当质子数（核电荷数）核外电子数时，核外电子数时，该粒子是该粒子是阳离子，带正电荷。阳离子，带正电荷。阴离子，带负电荷。阴离子，带负电荷。当质子数（核电荷数）当质子数（核电荷数）核外电子数时，核外电子数时，该粒子是该粒子是二、能层与能级二、能层与能级原子：原子：是是化学变化中最小的粒子化学变化中最小的粒子核外电子是怎样排布的？核外电子是怎样排布的？二、能层与能级二、能层与能级观察观察1-181-18号元素的原子结构示意图，讨号元素的原子结构示意图，讨论为什么原子核外的电子分层运动？论为什么原子核外的电子分层运动？二、能层与能级二、能层与能级依据核外电子的能量不同：依据核外电子的能量不同：离核远近：离核远近：近近 远远 能量高低：能量高低：低低 高高1234567KLMNOPQ二、能层与能级二、能层与能级4/30/20244:55PM三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动低在离核近的区域内运动，在多电子的原子核，在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。同一能层的可以将核外电子分成不同的能层。同一能层的电子，能量也可不同，可以把它们分成能级。电子，能量也可不同，可以把它们分成能级。能层是楼层，能级是楼梯的阶梯。能层是楼层，能级是楼梯的阶梯。1.1.能层能层（电子层）（电子层）（1 1）定义：在多电子的原子核外电子的能量是不同的，）定义：在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。（2 2）表示方法及各能层所容纳的最多电子数：）表示方法及各能层所容纳的最多电子数：【学与问】【学与问】1 1、原子核外电子的每一个能层最多可容纳的、原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数（电子数与能层的序数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？每一个能层最多可容纳的电子数为每一个能层最多可容纳的电子数为2n2n2 2个。个。二、能层与能级二、能层与能级2.2.能级能级（1 1）定义：在多电子原子中，同一能层的电子，能量可）定义：在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。以不同，还可以把它们分成能级。（2 2）表示方法及各能级所容纳的最多电子数：）表示方法及各能级所容纳的最多电子数：【学与问】【学与问】2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的序不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（数（n n）间存在什么关系？）间存在什么关系？任一能层的能级数等于该能层的序数。任一能层的能级数等于该能层的序数。二、能层与能级二、能层与能级【学与问】【学与问】3.3.不同能层中，符号相同的能级中所容纳的不同能层中，符号相同的能级中所容纳的最多电子数是否相同？以最多电子数是否相同？以s s、p p、d d、ff排序的各能级可排序的各能级可容纳的最多电子数是多少？容纳的最多电子数是多少？不同能层中，符号相同的能级中所容纳的最多电子数不同能层中，符号相同的能级中所容纳的最多电子数相同相同。以。以s s、p p、d d、ff排序的各能级可容纳的最多电子排序的各能级可容纳的最多电子数依次为数依次为1 1、3 3、5 5、77的二倍，的二倍，即即2 2、6 6、1010、1414。二、能层与能级二、能层与能级 各能层所包含的能级类型及各能层、能级各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数最多容纳的电子数能能层层(n)(n)一一二二三三四四五五六六七七符号符号KLMNO P Q能能级级(l)(l)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f最多容最多容纳纳的的电电子数子数22626102610 142818322n2二、能层与能级二、能层与能级原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的原子核外的电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数间有什么关系？电子数与能层的序数间有什么关系？不同的能层分别有多少个能级？与能层的序不同的能层分别有多少个能级？与能层的序数间有什么关系？数间有什么关系？英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数英文字母相同的不同能级中所容纳的电子数是否相同？各能级上所能容纳的电子数分别是否相同？各能级上所能容纳的电子数分别是多少？是多少？2n2能层序数能层序数=能级个数能级个数相同相同.如：如：1s2 2s2 3s2分别是分别是1、3、5、7的的2倍倍二、能层与能级二、能层与能级1 1、以下能级符号正确的是（、以下能级符号正确的是（）A、6s B、2d C、3f D、7p2 2、若、若n=3n=3，以下能级符号错误的是（，以下能级符号错误的是（）Anp Bnf Cnd Dns 练习练习ADB3、下列各、下列各电子能子能层中，不包含中，不包含 d 能能级的是的是（）A、N能能层 B、M能能层 C、L能能层 D、K能能层CD二、能层与能级二、能层与能级三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式多电子原子中，由于多电子原子中，由于外层电子与内层电子的影外层电子与内层电子的影响，能级出现交错现象。响，能级出现交错现象。E4sE3d；E4fE6s能能级级的的能能量量能级的能量能级的能量构造原理中排布顺序的实质构造原理中排布顺序的实质 -各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 相同能层的不同能级的能量高低顺序相同能层的不同能级的能量高低顺序：nsnpndnf英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s2s3s4s；2p3p4p;3d4d 不同层不同能级可由下面的公式得出不同层不同能级可由下面的公式得出:ns (n-2)f (n-1)d np (n为能层序数为能层序数)三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式原子核外电子的排布所遵循的原理：原子核外电子的排布所遵循的原理：、能量最低原理、能量最低原理 电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道高的轨道、泡利不相容原理、泡利不相容原理 每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子、洪特规则、洪特规则 在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同占不同的轨道，且自旋状态相同4/30/20244:55PM 电子填充的先后顺序电子填充的先后顺序（构造原理）（构造原理）1s2s2p3s3p4s3d4p5s 1s2s2p3s3p4s3d4p5s 4d5p6s 4f5d6p7s5f6d7p4d5p6s 4f5d6p7s5f6d7p1 1、构造原理、构造原理 随原子核电荷数递增，原子核外电子随原子核电荷数递增，原子核外电子的排布遵循如左图的排布顺序，这个排布的排布遵循如左图的排布顺序，这个排布顺序被称为顺序被称为构造原理。构造原理。三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式2.2.电子排布式电子排布式Na：1s22s22p63s1能层序数能层序数该能级上排布该能级上排布的电子数的电子数能级符号能级符号KLMFe：1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能层次序书写，按构造原理充入电子。按能层次序书写，按构造原理充入电子。三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式4/30/20244:55PM1、写出、写出136号元素的原子核外号元素的原子核外电子排布式子排布式1、写出、写出136号元素原子核外号元素原子核外电子排布式子排布式并不是所有基态原子的核外电子都符并不是所有基态原子的核外电子都符合构造原理。合构造原理。如：如：24Cr：1s22s22p63s23p63d54s129Cu：1s22s22p63s23p63d104s1思考与交流思考与交流 从元素周期表中查出铜、银、金的外围电从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？子层排布。它们是否符合构造原理？洪特规则：半充满、全充满更稳定洪特规则：半充满、全充满更稳定3.3.简化电子排布式简化电子排布式如：如：Na：1s22s22p63s1Ne3s1表示钠的内层电子排布与稀有气体表示钠的内层电子排布与稀有气体元素元素NeNe的核外电子排布相同的核外电子排布相同简化为简化为你能写出你能写出8号、号、14号、号、26号元素的号元素的简化排布式化排布式吗？三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式核外电子排布的一般规律核外电子排布的一般规律(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能能量最低原理量最低原理)。(2)原子核外各电子层最多容纳原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。个电子。(3)原子最外层电子数目不能超过原子最外层电子数目不能超过8个个(K层为最外层时不层为最外层时不能超过能超过2个个)。(4)次外层电子数目不能超过次外层电子数目不能超过18个个(K层为次外层时不能层为次外层时不能超过超过2个个)，倒数第三层电子数目不能超过，倒数第三层电子数目不能超过32个。个。说明：说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。练习练习6 6、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（）A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2p C2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3pC三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式7、下列说法正确的是、下列说法正确的是 （）A、某微粒核外电子排布为、某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒结构，则该微粒一定是氩原子一定是氩原子B、最外层达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子、最外层达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子C、F-、Na+、Mg2+、Al3+是与是与Ne原子具有相同电子原子具有相同电子层结构的离子层结构的离子D、NH4+与与H3O+具有相同的质子数和电子数具有相同的质子数和电子数练习练习CD三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式电子填入能级电子填入能级（轨道轨道）次序图次序图1s2s 2p3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p 能量相近的能量相近的能级划为一能级划为一组组,称为能级称为能级组组第一能级组第一能级组第二能级组第二能级组第三能级组第三能级组第四能级组第四能级组第五能级组第五能级组第六能级组第六能级组第七能级组第七能级组通式：通式：ns (n-2)f (n-1)d np 1 1、不同层不同能级可由下面的公式得出、不同层不同能级可由下面的公式得出:ns (n-2)f (n-1)d np (n为能层序数为能层序数)2.2.电子排布式电子排布式3.3.简化电子排布式简化电子排布式三、构造原理与三、构造原理与电子排布式电子排布式Na：1s22s22p63s1Ne3s1学生阅读见课本学生阅读见课本P7-81、什么是能量最低原理？、什么是能量最低原理？2、什么是基态原子、激发态原子？、什么是基态原子、激发态原子？它们如何转化？它们如何转化？3、什么是光谱？光谱分析？、什么是光谱？光谱分析？四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1 1、能量最低原理、能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称的能量处于最低状态，简称能量最低原理。能量最低原理。2 2、基态原子与激发态原子、基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫做处于最低能量的原子叫做基态原子基态原子，当基态，当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成变成激发态原子激发态原子。四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱3 3、基态、激发态相互转化与能量的关系、基态、激发态相互转化与能量的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；吸收能量吸收能量释放能量释放能量在日常生活中，我们看到的许多可见光，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。核外电子发生跃迁释放能量有关。四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱4 4、光谱与光谱分析、光谱与光谱分析（1）光谱：）光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收不同元素的原子发生跃迁时会吸收或放出不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的或放出不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。电子吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。（2）光谱分析：）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析光谱分析。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱明明暗暗四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱锂锂汞汞氦氦四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱氢原子的光谱氢原子的光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱科学史话科学史话“光谱光谱”的提出：牛顿，的提出：牛顿，1672年年“七基色七基色”：“红、橙、黄、绿、青、蓝、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫紫”1859年，德国科学家本生年，德国科学家本生(R.Bunsem)和基尔和基尔霍夫霍夫(G.Kirchhoff)发明了光谱仪，摄取了当发明了光谱仪，摄取了当时已知元素的光谱图时已知元素的光谱图1913年，丹麦科学家波尔建立了量子力学年，丹麦科学家波尔建立了量子力学四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱例题解析例题解析例例1 1 若某基态原子的外围电子排布为若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（则下列说法正确的是（）A该元素基态原子中共有该元素基态原子中共有3 3个电子个电子 B该元素原子核外有该元素原子核外有5 5个电子层个电子层C该元素原子最外层共有该元素原子最外层共有3 3个电子个电子 D该元素原子该元素原子M M能层共有能层共有8 8个电子个电子 B四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 例例2 下列有关认识正确的是（下列有关认识正确的是（）A各能级的原子轨道数按各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺的顺序分别为序分别为1、3、5、7 B各能层的能级都是从各能层的能级都是从s能级开始至能级开始至f能级能级结束结束 C各能层含有的能级数为各能层含有的能级数为（n1）D各能层含有的电子数为各能层含有的电子数为2n2A四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 例例3 3 下列粒子中，电子排布式为下列粒子中，电子排布式为1 1s22s22p63s23p6的有（的有（）ASc3+BMg2+CCl-DBr-例例4 4 下列化学用语，不能表示氯离子的是下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A AClCl-D D1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6B BC CBAC 例例5 构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下表示某能级的能量，以下各式中正确的是（各式中正确的是（）AE(4s)E(3s)E(2s)E(1s)BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s)CE(5s)E(4f)E(4s)E(3d)DE(5s)E(4s)E(4f)E(3d)AB 练习练习1_ ,简称能量最低原理。简称能量最低原理。_叫做基态原子叫做基态原子 2 2、当当基基态态原原子子的的电电子子吸吸收收能能量量后后，电电子子会会_，变变成成激激发发态态原原子子。电电子子从从较较高高能能量量的的激激发发态态跃跃迁迁到到较较低低能能量量的的激激发发态态乃乃至至基基态态时时，将将_能能量量。光光（辐辐射射）是是电电子子_能量的重要形式之一。能量的重要形式之一。原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态 处于最低能量的原子于最低能量的原子跃迁到迁到较高能高能级 释放放 释放放 四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱3 3、不不同同元元素素的的原原子子发发生生跃跃迁迁时时会会吸吸收收或或释释放放不不同同的的光光，可可以以用用光光谱谱仪仪摄摄取取各各种种元元素素的的电电子子的的 _光光 谱谱 或或 _光光 谱谱，总总 称称_光光谱谱。许许多多元元素素是是通通过过原原子子光光谱谱发发现现的的。在在现现代代化化学学中中，常常利利用用原原子子光光谱谱上上的的特特征征谱线来鉴定元素，称为谱线来鉴定元素，称为_。吸收吸收 发射发射 原子原子 光谱分析光谱分析四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱思考与交流思考与交流请分析当请分析当H原子处于激发态电子排布式为原子处于激发态电子排布式为2P1时，其可形成时，其可形成 条发射光谱。条发射光谱。1s2s2pEE1E2E3四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱阅读与交流阅读与交流1、什么是电子云？、什么是电子云？2、什么是原子轨道？、什么是原子轨道？五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道动画：原子结构模型动画：原子结构模型宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子,而是表而是表示电子在此空间出现的机率。示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。的机会少。五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 1.1.1.1.电子在原子核外空间一定范围内出现，可以电子在原子核外空间一定范围内出现，可以电子在原子核外空间一定范围内出现，可以电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做以，人们形象地把它叫做以，人们形象地把它叫做以，人们形象地把它叫做“电子云电子云电子云电子云”2.2.原子轨道：原子轨道：电子云轮廓图称为原子轨道电子云轮廓图称为原子轨道五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道原子轨道与火车运行的轨道有何不同原子轨道与火车运行的轨道有何不同?原子轨道是指一定能级上的电子原子轨道是指一定能级上的电子,在核外空间运动的一个空间区域在核外空间运动的一个空间区域.火火车的轨道则是火车运行的一个固定车的轨道则是火车运行的一个固定路线路线.问题讨论问题讨论五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图原子轨道原子轨道五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道1s1s 2s1s 2s 3ss能级的原子轨道图能级的原子轨道图s s能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形球形对称的（原子核位于球对称的（原子核位于球心），能层序数心），能层序数n n越大（电子能量越大，越大（电子能量越大，1s2s E(3s)E(2s)E(1s)BE(3d)E(4s)E(3p)E(3s)CE(5s)E(4f)E(4s)E(3d)DE(5s)E(4s)E(4f)E(3d)AB结构示意图结构示意图电子排布电子排布式式电子排布图（轨道电子排布图（轨道表示式）表示式）铁铁原原子子1s22s22p63s23p63d64s2请你通过比较、归纳，分别说出请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。能反映的粒子结构信息。结构示意图：结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。和各能级上的电子数。轨道表示式：轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。上的电子分布情况，自旋方向。题型二、核外电子排布：电子排布式、电子排布图题型二、核外电子排布：电子排布式、电子排布图例例2：已知下列元素原子的外围电子构型为：已知下列元素原子的外围电子构型为：3S2、4S2、4S24P1、3S23P3、3d54S2。它们。它们分别属于第几周期？第几族？最高化合价分别属于第几周期？第几族？最高化合价是多少？是多少？题型三、外围电子构型题型三、外围电子构型3S：第三周期，第：第三周期，第A族。族。2价价4S：第四周期，第：第四周期，第A族族。2价价4S4P：第四周期，第第四周期，第A族。族。3价价3S3p：第三周期，第第三周期，第A族。族。5价价3d54S2：第四周期，第：第四周期，第B族。族。7价价1、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（）A.氢原子的氢原子的2s轨道能量较轨道能量较3p能级低能级低 B.锂原子的锂原子的2s与与5s 轨道皆为球形分布轨道皆为球形分布 C.p能级的原子轨道呈能级的原子轨道呈哑铃哑铃形，随着能层序数形，随着能层序数的增加，的增加，p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D.能层能层n4的原子轨道最多可容纳的原子轨道最多可容纳16个电子个电子练习练习CD2 2、基态碳原子的最外能层的各能级中，、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是（电子排布的方式正确的是（）A B C DA B C DC练习练习