第一节 原子结构（1-4课时综合） 课件 (共43张PPT) 人教版（2019） >选择性必修2

(共43张PPT)
第一节　原子结构
第1课时 原子结构（基本概念）
第一章　 原子结构与性质
能层与能级
能层序号 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
能层：就是电子层，原子核外的电子在能层上排布
基本概念
能层分布：由内到外，每一能层能量高低不同（越靠外、能量越高）
电子排布：电子优先排布在低能量的能层（由内到外、逐层排布）
最多电子数 = 2n2
低能量
高能量
能层与能级
能级：同一能层内的电子能量也有不同，可进一步划分为不同的能级
基本概念
能级符号：按照s、p、d、f、g……排序
能层与能级的关系
能层=楼层
能级=台阶
能级能量：s、p、d、f、g的顺序依次递增
能级的表示方法：【例：2s】（第2能层的s能级）
能层与能级
特别提醒
能层(n) 一 二 三 四 五
符号 K L M N O
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 ……
2 8 18 32 ……
每个能层里，能划分的能级数不同，（能层数=所能划分的能级数）
s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7 的2倍
不同能级上电子的能量不同，能容纳的电子数目也不同
能层所容纳的最大电子数 = 各能级最多电子数之和
基态、激发态、原子光谱
基态原子
处于能量最低状态的原子（最稳定状态）
激发态原子
处于能量较高状态的原子
吸收能量
电子跃迁至高能级
释放能量
电子跃迁至低能级
K
L
M
K
L
M
发射光谱
吸收光谱
基态、激发态、原子光谱
焰火
霓虹灯光
激光
荧光
LED灯光
生活中与电子跃迁有关的现象
光是电子跃迁释放能量的重要形式之一
基态、激发态、原子光谱
光谱分析仪
不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，也可以发射不同的光，
用光谱仪可以摄取各种原子的吸收光谱和发射光谱。
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
原子光谱
统称：原子光谱
不同元素有自己的特征谱线，
因此，原子光谱常用于元素鉴定（专业上称为：光谱分析）
课堂练习
【例1】、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(4d)
D．E(5s)>E(4s)>E(5f)
A
【例2】、以下能级符号正确的是
① 6s　② 2d　③ 3f　④ 7p
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
D
课堂练习
【例3】、下列关于能层和能级的说法正确的是
A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2
B．能层序数较大的能级，能量不一定较高
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多
课堂练习
B
第一节　原子结构
第2课时 构造原理与电子排布式
第一章　 原子结构与性质
构造原理
①、构造原理（核外电子填充规律）
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称为构造原理
连线方向即为电子填入顺序
注意：存在能级交错现象
3d>4s ；4d>5p
能层序数大，但能级的能量不一定高
构造原理
①、构造原理（核外电子填充规律）
1s - 2s - 2p - 3s - 3p - 4s - 3d - 4p - 5s - 4d - 5p - 6s
电子填充规律：电子填满较低能级后再填入下一能级，直至核外电子全部填充
能级顺序：
特别注意：由于能级交错现象，电子并不总是填满一个能层后
再开始填入下一个能层的。（例如K的核外电子排布）
局限性：作为一个理论模型，构造原理具有一定的局限性。
对于个别特殊的过渡元素核外电子的排布并不适用。
电子排布式
②、电子排布式
用能级、各能级上的电子数来表示，并按照能层从左到右的顺序排列的式子
6
C
碳
14.01
1s2 2s2 2p2
适用范围：基态原子、简单离子
电子排布式
【例1】：根据构造原理，试比较下列能级的能量高低(填“＞”或“＜”)。
①4s____3d；②6s____4f____5d。
【例2】：根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式
① 8O：_______________；
②14Si：______________________；
③19K：_________________________；
④21Sc：____________________________；
⑤26Fe：_________________________。
＜
＜　 ＜
1s22s22p4
1s22s22p63s23p2
1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p63d14s2
1s22s22p63s23p63d64s2
注意
Cr、Cu特殊
Cr:
1s22s22p63s23p63d54s1
Cu:
1s22s22p63s23p63d104s1
电子排布式
【例3】：根据构造原理，写出下列离子的核外电子排布式
①O2-：_______________；
②Cl-：______________________；
③K+：_________________________；
④Fe3+：____________________________；
⑤Fe2+：_________________________。
1s22s22p6
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p63d5
1s22s22p63s23p63d6
电子排布式
③、简化电子排布式
写法：稀有气体（前一层）+ 外层电子
电子排布式：1s22s22p6 3s1
Na：
简化电子排布式：[Ne] 3s1
Ne
原子实
价层电子
（决定元素化学性质）
电子排布式
【例4】：根据构造原理试写出下列基态原子的电子排布式和简化电子排布式
①24Cr：
___________________________________，__________________。
②29Cu：
____________________________________，___________________。
③33As：
______________________________________，_____________________。
④35Br：
______________________________________，______________________。
1s22s22p63s23p63d54s1　 [Ar]3d54s1
1s22s22p63s23p63d104s1　 [Ar]3d104s1
1s22s22p63s23p63d104s24p3　 [Ar]3d104s24p3
1s22s22p63s23p63d104s24p5　 [Ar]3d104s24p5
电子排布式
④、价层电子排布式
写法：只写价层电子
Na：
价层电子排布式：3s1
【例5】：写出下列基态原子的价层电子排布式
Al：___________
Ge：___________
Se： ___________
3s23p1
4s24p2
4s24p4
规律总结
①、主族、零族元素：价层电子 = 最外层电子。
②、副族和第VIII族元素：价层电子 = 最外层电子 + (可能包括次外层）
Cr： ___________
3d54s1
电子排布式
总结：电子排布式的各种写法
电子排布式：1s22s22p6 3s1
Na：
简化电子排布式：[Ne] 3s1
价层电子排布式：3s1
按构造原理排布所有电子；
特殊：Cr、Cu
[稀有气体]价层电子
注意：价层电子不一定是最外层电子
课堂练习
【练习1】下 列电子排布式中，原子处于激发状态的是
A．1s22s22p5
B．1s22s22p43s2
C．1s22s22p63s23p63d54s2
D．1s22s22p63s23p63d34s2
B
第一节　原子结构
第3课时 电子云与原子轨道
第一章　 原子结构与性质
电子云与原子轨道
玻尔模型
【认为电子在线性轨道上绕行】
电子云模型
【电子在各处均可出现，但概率不同】
量子力学
推翻了玻尔模型
电子云与原子轨道
原子轨道：电子在原子核外的一个空间运动状态
基本概念
电子云：处于一定空间运动状态的电子
在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述
电子云的含义：
用黑点的疏密表示电子在原子核外出现概率大小(黑点越密、概率越大）
黑点仅表示电子出现的概率，并不代表实际的电子
电子云的形状：
不同能级(s、p、d、f……)拥有的原子轨道数不同，电子云形状也不同
电子云与原子轨道
电子云轮廓绘制
氢原子1s电子的概率密度分布图
小点是1s电子
在原子核外出现的
概率密度的形象描述
将出现概率90%的空间圈出来
电子云与原子轨道
1s
2s
3s
4s
同一原子的 s电子 的电子云轮廓图
1. s 能级只有1个原子轨道，形状为球形
s能级 — 1个轨道 — 球形
2. 不同能层的s电子云形状一致
3. 能层越高，s电子的电子云半径越大。
同一原子的 p电子 的电子云轮廓图
电子云与原子轨道
p能级有3个原子轨道，在直角坐标系中的延申方向不同
p电子云形状为：哑铃形
p能级 — 3个轨道 — 哑铃形
电子云与原子轨道
同一原子的 d电子 的电子云轮廓图
d能级 — 5个轨道 — 花瓣形
电子云与原子轨道
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
每个轨道容纳电子数
该能级可容纳电子数
1
3
5
7
2
2
2
2
2
6
10
14
“能级-轨道-电子数“的关系
s、p、d、f 能级的轨道数为1、3、5、7 ； 每个轨道容纳2个电子
各能级所能容纳的最大电子数 = 1、3、5、7的倍数
电子云与原子轨道
能层 能级 原子 轨道数 原子 轨道符号 电子云轮廓图
形状 取向
K 1s
L 2s
2p
M 3s
3p
3d
在第几层
就有几个能级
s：1个轨道
p：3个轨道
d：5个轨道
s：球形
p：哑铃形
d：花瓣形
1
1
3
1
3
5
1s
2s
2px、2py、2pz
3s
3px、3py、3pz
——
球形
球形
哑铃形
球形
哑铃形
花瓣形
——
——
相互垂直
——
相互垂直
——
【练习1】、下列说法正确的是（ ）
A．p电子云是平面“8”字形的
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子
D．处于最低能量的原子叫基态原子
D
课堂练习
【练习2】、基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为____________，
该能层具有的原子轨道数为_______、电子数为_______。
M
9
4
【练习3】、图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
A．图1中的每个小黑点都表示1个电子
B．图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置
C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D．图2表示1s电子只能在球体内出现
C
课堂练习
【练习4】、下列说法中，正确的是
A．1s电子云轮廓图呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
B．电子云轮廓图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道的电子云轮廓图如图所示
D．3d6表示3d能级有6个原子轨道
C
课堂练习
第一节　原子结构
第4课时 泡利原理与洪特规则
第一章　 原子结构与性质
泡利原理
①、泡利原理
在一个原子轨道里最多容纳2个电子，且它们的自旋方向相反
自旋：电子除了绕核的空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋
方向：自旋分为“顺时针”、“逆时针”两种取向
表达：可以用方向相反的两个箭头（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的两电子
例如：He
电子排布式：1s2
电子排布图：
↑↓
1s
洪特规则
②、洪特规则
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
简并轨道：能量相同的轨道
（例如：p能级有3个轨道—Px、Py、Pz，这三个轨道能量相同，为简并轨道）
自旋平行：自旋方向相同（ “↑” “↑” ）
洪特规则
②、洪特规则
例如：C
电子排布式：1s22s22p2
电子排布图：
↑↓
1s
↑
2p
↑
↑↓
2s
简并轨道
满足泡利原理
不符合洪特规则
的错误填法：
正确填法：
“先同向铺满，再反向补全”
洪特规则
③、能量最低原理
在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，
使整个原子的能量最低。
洪特规则的例外：在简并轨道上的电子排布处于全充满、半满和全空状态时，
具有较低的能量和较大的稳定性。（符合能量最低原理）
Cu:
1s22s22p63s23p63d104s1
Cr:
1s22s22p63s23p63d54s1
电子排布的表示方法
④、电子排布的轨道表示式(电子排布图)
书写规则：
(1)、用方框表示原子轨道，在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级
(2)、每个方框（轨道）中最多容纳两个电子
(3)、每个轨道中容纳的两个电子“自旋方向”必须相反，用2个方向相反的箭头表
(泡利原理）
(4)、p、d等多轨道的能级存在简并轨道，电子排布时“先同向铺满，再反向补全”(洪特规则）
电子排布的表示方法
【例2】书写Cr原子(基态）的电子排布式，并画出电子排布图/轨道表示式
电子排布式：1s22s22p4
电子排布图:
↑↓
1s
2p
↑↓
2s
↑
↑
↑↓
【例1】书写O原子(基态）的电子排布式，并画出电子排布图/轨道表示式
电子排布式：
1s22s22p63s23p63d54s1
电子排布图:
2s
3p
3s
↑↓
1s
2p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑
↑
↑
↑
↑
3d
↑
4s
电子排布的表示方法
【练习1】书写Cl原子、Mn原子、Cu原子、Fe2+的电子排布式，
并画出电子排布图/轨道表示式
Mn原子：
有_______个能层、有_________个能级、有_________个轨道；
有_______个电子对、有_________个单电子、
4
7
15
10
5
有_________种 空间运动状态、有_________种 运动状态；
15
25
= 轨道数
= 电子数
课堂练习
【练习1】若将基态6C的电子排布式写成ls22s22p2x，它违背了
A．能量守恒原理 B．泡利原理
C．能量最低原理 D．洪特规则
D
【练习2】下列基态原子的电子排布图中，违反了泡利原理的是
A． B．
C． D．
B
【练习3】在d轨道中电子排布成 ，
而不排布成 ，最直接的根据是
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理
C．杂化轨道理论 D．洪特规则
D
课堂练习