化学人教版（2019）选择性必修2 1.1原子结构 课件（共30张ppt）

(共30张PPT)
原子结构
能级与能层
原子结构的探索历程
旧知回顾
(1)原子
原子核
质子：带 个单位正电荷
中子：不带电
核外电子：带 个单位负电荷
1
1
(2)质量数：将原子核内所有的 和 的相对质量取整数加起来所得的数值，用 表示。（电子质量太小可忽略）
(3)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝_____________________
②质子数＝核外电子数＝ ＝原子序数。
质子
中子
A
质子数(Z)＋中子数(N)
核电荷数
原子结构示意图
能层与能级
能层(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 ___ ___ ___ N O P Q
离核远近 由___到___ 能量高低 由___到___ K
L
M
近
远
高
低
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
多电子原子核外电子的能量是不同的，核外电子按能量不同分成能层。
E(K)＜E(L)＜E(M)＜
E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)
能层与能级
同一能层的电子，还被分成不同能级。
能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 ……
符号 K L M N O P Q ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
2 8 18 32 …… …… …… 2n2
(1)能层序数 该能层所包含的能级数，如第三能层有 个能级。
(2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf......(n为能层序数)
s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为 、 、 、 的2倍。
等于
3
1
3
5
7
能层、能级与最多容纳的电子数
(3)多电子原子中，同一能层中各能级能量顺序如下 E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜ E(nf)
E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜ E(4s)
构造原理与电子排布式
构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序
K
L
M
N
O
1s
3d
4p
3p
2p
4s
3s
2s
5s
…
4d
4f

能级交错
源于光谱学事实
随着电子数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，电子是按能量由低到高的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。
电子排布式的书写规律
21Sc:
26Fe:
30Zn:
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
4s23d1
4s23d6
4s23d10
3d14s2
3d64s2
3d104s2
一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理顺序写
Na：
Si：
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p2
Ca:
H的基态原子电子排布式：
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数
元素核电荷数每递增一个，同时增加一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布
电子填满一个能级，就开始填入下一个能级
基态铬、铜的核外电子排布
Cr基态原子的电子排布式：
Cu基态原子的电子排布式：
1s22s22p63s23p63d54s1
1s22s22p63s23p63d104s1
半充满
全充满
不符合构造原理
按构造原理书写氦氖氩氪的基态原子电子排布式，并观察最外层电子排布规律，推测氙、氡的基态原子的最外层电子排布
He 1s2
Ne 2s22p6
Ar 3s23p6
Kr 4s24p6
Xe 5s25p6
Rn 6s26p6
通式：ns2np6
He:1s2
Ne:1s22s22p6
Ar：1s22s22p63s23p6
电子排布式的书写规律
Mn:
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
3d54s2
3d104s24p3
Na：
Mg：
Si：
1s22s22p63s1
1s22s22p63s2
1s22s22p63s23p2
写出Na、Si的电子排布式简写
【Ne】3s1
【Ne】3s2
【Ne】3s23p2
【Ar】3d54s2
As:
【Ar】3d104s24p3
为突出化合价与电子排布式的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称价层）。
Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2
对于主族元素，价电子层就是最外层电子
而对于副族则同时包含部分内层电子
铁离子、亚铁离子的基态电子排布式如何表示呢？
Na：
Mg：
Si：
1s22s22p63s1
1s22s22p63s2
1s22s22p63s23p2
1s22s22p63s23p6
3d104s24p3
As:
离子的基态电子排布式
铜的基态电子排布式如何表示呢？
基态电子排布简式呢？
价层电子排布式呢？
基态与激发态 原子光谱
基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于 状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子 能量，它的电子会跃迁到 能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化
最低能量
吸收
较高
基态原子
激发态原子
，主要形式为
吸收能量
释放能量
光
E0
E1
E2
-
-
E3
E0
E1
E2
E3
电、热、光
焰色试验
霓虹灯光
原子光谱的应用
(3)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。
特征谱线
(2)元素发现：
1868年分析太阳光谱发现稀有气体氦
(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　)
(2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　)
(3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　)
(4)电子跃迁时只吸收能量(　　)
(5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　)
(6)激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性(　　)
判断正误
√
×
√
×
√
×
电子云 原子轨道
核外电子运动特点
运动范围广，运动速度极快
电子的运动方向、速度大小与位置不能同时测得
食堂
教学楼
行政楼
操场
宿舍
原子核外电子的运动状态是怎样的呢？
电子云：描述核外电子运动特征的图象。
电子云中的小黑点：
并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的概率密度。
电子云
①形状
s电子云轮廓图球形
p电子云轮廓图哑铃状
电子云与原子轨道
互相垂直，分别以px、py、pz表示。同一能层中，px、py、pz的能量相同
不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。
(1)原子轨道
量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道（形状、方向确定）
各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
1
3
5
7
各能级所含有原子轨道数目
第2能层有几个原子轨道？
s、p、d、f 能级中最多容纳电子数分别是1 3 5 7的两倍，说明什么？
为什么一个原子轨道里能容纳两个电子？
同样空间运动状态的电子还有顺时针和逆时针两种自旋方向
泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
一个原子中，不存在两个运动状态完全相同的电子。
任务
N
S
Ti
Ga
电子排布式
价层电子排布式
价层电子轨道表示式
电子排布的轨道表达式
轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一种图式
1s
2s
2p
1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d
基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
2p3的电子排布图
X
X
洪特规则
基态原子、离子都适用
能量最低原理
当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。
24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，试着写出其价层电子排布图，并解释为什么不是[Ar]3d44s2