高中化学人教版（2019）选择性必修2 1.1原子结构（共41张ppt）

(共41张PPT)
原子结构
练习
分别画出Na、Cl、K的原子结构示意图：
+11 2 8 1
+17 2 8 7
+19 2 8 8 1
思考
微
Ca的结构示意图为： 为什么不是：
+20 2 8 8 2
+20 2 8 9 1
需要用原理结构理论中的构造原理来解释。
基础
知识
人类认识原子的过程
年代 模型 特点
1803
道尔顿原子模型
坚实不可再分的实心球
1904
汤姆生原子模型
带正电荷的粒子与电子平均分布
1911
卢瑟福原子模型
电子象行星绕太阳一样绕原子核高速运转
1913
玻尔原子模型
电子在一定轨道上绕原子核作圆周运动
1935
电子云模型
现代物质结构学说
人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。科学理论的发展是无数探索者逐步深入、逐步完善的过程。
玻尔原子模型（又称分层模型）：
当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；
基础
知识
玻尔原子模型
年代 理论基础 改进依据
1913
卢瑟福原子模型
诞生不久的量子理论
5年后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”。
当原子有多个电子时，它们将分布在多个壳层中绕核运动。
1936年后，马德隆发表了完整的构造原理。
1.能层
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。能层由内向外依次排布。
基础
知识
能层与能级
能 层 一 二 三 四 五 六 七
符 号
最多电子数
离核距离
能量高低
K L M N O P Q
2 8 18 32 50 72 98
近
远
低
高
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；次外层电子数最多不超过18个；倒数第三层不超过32个。
（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的能层，然后才由里往外，依次排在能量较高能层。而失电子总是先失最外层电子。
注意： 以上几点相互联系，必须同时满足各项要求。
小结
知识
核外电子分层排布规律
（1）各能层最多能容纳2n2个电子。
能 层 一 二 三 四 五 六 七
符 号 K L M N O P Q
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
2.能级
在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成不同能级。
基础
知识
能层与能级
能 层 K L M N Q
能 级
最多电子数
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
1、任一能层总是从s能级开始，能级数等于能层序数；
2、每一能层均有s能级，从第二能层开始有p能级，从第三能层开始有d能级，从第四能层开始有f能级。
3、同一能层各能级的能量顺序：
ns＜np＜nd＜nf（n为能层序数）
思考
能层中的能级数=能层序数
能层最多容纳电子数=2n2
2、6、10、14
相同
能 级 5s 5p 5d 5f 5 总数
最多电子数
50
2 6 10 14 18 50
练习
√
Ⅹ
√
Ⅹ
练习
BC
3p
M
3
4
Cl原子核外有17个电子，则电子排布为：1s22s22p63s23p5
Si原子核外有14个电子，则电子排布为：1s22s22p63s23p2
1.基态原子:
电子放出能量
电子吸收能量
2.激发态原子:
(不稳定)
基础
知识
基态与激发态、原子光谱
处于最低能量的原子 (稳定)
基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级,变为激发态原子。
基态原子
激发态原子
激发态原子
基态原子
电子释放光能
焰火、霓虹灯、激光、荧光、LED灯光等。
基态原子
激发态原子
电子吸收光能
电子放出光能
吸收光谱
发射光谱
基础
知识
基态与激发态、原子光谱
3.原子光谱:
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
Li、He、Hg吸收光谱
Li、He、Hg发射光谱
B
1. 在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( )
A．前者大于后者 B．后者大于前者
C．前者等于后者 D．无法确定
练习
2. 若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是 ( )
A.E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B.E(3s)＞E(3p)＞E(3d)
C.E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D.E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
A
A
练习
作业
听课手册P1～4
构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
1.构造原理
以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级顺序为构造结构。
基础
知识
构造原理与电子排布式
能级顺序为：
ns (n-2)f (n-1)d np
n — 自然整数
(n -2)≥4
(n -1)≥3
2.电子排布式
元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上 排布的电子数。
钠原子的电子排布式为 1s22s22p63s1，也可以写成[Ne]3s1。
基础
知识
构造原理与电子排布式
练习
分别写出Cl、K、Ca的电子排式：
Cl
K
Ca
+20 2 8 8 2
Ca的结构示意图为
基础
知识
构造原理与电子排布式
能级交错
能级顺序：ns (n-2)f (n-1)d np
Ens＜E(n-2)f
Ens＜E (n-1)d
在多电子的原子中，随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，而是按照能级顺序填充。
练习
分别填写下表中各原子的电子排式：
元素 电子排布式 元素 电子排布式
22Ti 27Co
55Cs
基础
知识
构造原理与电子排布式
元素 电子排布式 元素 电子排布式
24Cr 29Cu
思考
微
根据构造原理分别填写下表中各原子的电子排式：
查阅元素周期表，Cr、Cu的最后两个能级分别为3d54s1、3d104s1，为什么不是3d44s2、3d94s2 ？
阅读课文P10最后自然段
中的3d4s处于半充满状态，比3d44s2稳定
中的3d全充满，4s处于半充满状态，
比3d94s2稳定
Ⅹ
Ⅹ
一般能级填充电子为全满、半满、全空时相对较稳定。
思考
原子 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 通式
排布
1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 7s27p6 ns2np6
思考
元素 Na Al Cl Mn Br
价层电子
2.写出下列原子的电子排布式:
(1)11Na　　　　　　;(2)16S　　　　　　;
(3)34Se　　　　　　;(4)20Ca　　　　　　;
(5)26Fe　　　　　　;(6)30Zn　　　　　　。
验收
知识
原子 电子排布式 简化电子排布式
11Na
16S
20Ca
26Fe
30Zn
34Se
写出下列原子的电子排布式和简化电子排布式:
1s22s22p63s23p63d104s24p4
1s22s22p63s1
[Ne]3s1
1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
1s22s22p63s23p64s2
[Ar]4s2
1s22s22p63s23p63d64s2
[Ar]3d64s2
1s22s22p63s23p63d104s2
[Ar]3d104s2
[Ar]3d104s24p4
基础
知识
电子云与原子轨道
阅读课文P12 一、二、三自然段
基础
知识
电子云与原子轨道
电子云
s电子云呈球形
1s
2s
3s
4s
不同能层的s电子云都呈球形，只是球的半径不同。
基础
知识
电子云与原子轨道
p电子云轮廓图呈哑铃形
x
y
z
x
y
z
x
y
z
px
py
pz
p电子云轮廓图有x、y、z 三个不同取向
s电子云——球形轨道
p电子云——哑铃形轨道
验收
知识
D
A
B
验收
知识
C
√
Ⅹ
Ⅹ
√
√
作业
听课手册P5～9
泡利原理、洪特规则、能量最低原理
两
相反
尽可能分别
相同
基础
知识
泡利原理与洪特规则
1、泡利原理
顺时针
反时针
↑
↓
2、洪特规则
3、电子排布轨道表示式
基础
知识
泡利原理与洪特规则
原子 电子排布式 电子排布轨道表示式
Na
Cl
P
1s 2s 2p 3s
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
1s 2s 2p 3s 3p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
1s 2s 2p 3s 3p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↑
↑
思考
1s 2s 2p
↑
↓
↑
↓
↑
1s 2s 2p
↑
↑
↑
↑
↑
A，因为B中1s、2s轨道上的电子自旋方向相同，不符合洪特规则。
1s 2s 2p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↑
1s 2s 2p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
1s 2s 2p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
不符合“填入简并轨道的电子总是先单独分占”
√
电子自旋方向不相同
根据能量最低原理，原子核外的电子应优先排布在 的能级里，然后由里到外，依次排布在 的能级里。
能量最低
能量逐渐升高
2s→2p→3s→3p→4s→3d
基础
知识
能量最低原理
能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→ →4p”这一顺序)。
思考
基态氦原子的2个电子以自旋方向相反的形式填充在能量最低的1s轨道中，而2s轨道的能量比1s高，1s12s1比1s2的能量高。
1s 2s 2p
↑
↓
↑
↓
↑
↑
↑
1s 2s 2p
↑
↓
↓
↑
↓
↑
↑
不符合“填入简并轨道的电子总是先单独分占”
每一能层的s轨道的最多只容纳2个电子，填充满4s后，最后1个电子只能是填充在3d轨道上。
基础
知识
原子核外电子排布
原子核外电子排布
排布规律
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
表示方法
以Na为例
原子结构示意图
电子排布式
轨道表示式
+11 2 8 1
1s 2s 2p 3s
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。
练习
3s 3p
↑
↑
↑
↓
↑
↓
3s 3p
↑
↑
↓
↑
↑
↓
↑
↓
3s 3p
↑
↑
↓
↓
3s 3p
↑
↓
↑
↓
↑
↓
D
N
3
哑铃形
练习
粒子 简化电子排布式 价层轨道表示式
22Ti
24Cr
30Zn2+
3d 4s
↑
↓
↑
↑
3d 4s
↑
↑
↑
↑
↑
↑
3d 4s
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
练习
C或O
N
Fe
练习
Cu
3d 4s
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↓
↑
↑
↓
K、Cl
Li、H
或
作业
听课手册P10～14