人教版高中化学选修三1.1 原子结构 课件(两课时)(54张PPT)

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名称 人教版高中化学选修三1.1 原子结构 课件(两课时)(54张PPT)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2018-11-17 20:35:18

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课件54张PPT。原子结构与性质选修3 物质结构与性质第一节 原子结构(课时1)教学目标 一、知识与能力
1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理2.知道原子的基态和激发态的涵义3.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简单应用
二、教学重点
1.能根据构造原理写出1至36号元素原子的电子排布式。
2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
三、教学难点:
1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
2.基态、激发态与光谱
四、教学方法:
讲授法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等 一.开天辟地—原子的诞生1、原子的诞生 现代大爆炸宇宙学理论我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约2小时,诞生了大量的氢、少量的氦及极少量的锂。其后,经过或长或短的发展过程,氢、氦等发生原子核的熔合反应,分期分批地合成其他元素。一切物质都是由最小的不能再分的粒子—原子构成。
原子模型:原子是坚实的、不可再分的实心球。科学之旅道尔顿(English)和实心球型原子模型(1803 年)2、原子结构的发展8近代化学之父科学之旅汤姆生(English)和果仁布丁型原子模型(1904年)汤姆生在1897年发现了电子。2、原子结构的发展19041、α粒子散射实验
2、 卢瑟福原子模型:
(1)原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。
(2)原子核的质量几乎等于原子的全部质量,电子在原子核外空间绕核做高速运动。卢瑟福(English)和行星型原子模型(1911年)科学之旅2、原子结构的发展卢瑟福行星型原子模型5 14 玻尔将量子理论引入了原子模型。
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;当原子有多个电子时,它们将分布在多个球壳中绕核运动。
不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。科学之旅玻尔 (丹麦)和分层模型(1913年)2、原子结构的发展玻尔的分层模型薛定谔和他的电子云模型(1926)2、原子结构的发展科学之旅2、人类认识原子的过程近代原子论带核原子结构模型轨道原子结构模型电子云模型现代
物质
结构
学说20发现电子1.多电子原子的核外电子的能量是否相同?有什么规律?2.氯原子核外有 个电子,分布在 个不同的能层上。每个能层上各有几个电子?3.分析下表,回答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(n)之间存在什么关系。 4.在多电子原子中,同一能层的电子能量是否相同?二、能层与能级(1)能层:
1、基本概念5 25(2) 能级:K、L、M、N、O、P、Qs、 p、 d、 f ……讨论分析上表,回答:
①不同的能层分别有多少个能级,与能层的序数(n)之间存在什么关系?
②在同一能层中,能级符号按怎样的顺序排列?
③英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同?
④s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别是多少?能级的个数等于该能层的序数ns,np,nd,nf相同s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为2、6、10、14
即1、3、5、7的二倍2、规律 每能层最多容纳的电子数为 2n2 个。
能级数 = 能层序数
s : 2 ×1、 p: 2×3 、 d: 2×5 、f: 2×75 252、下列能级中容纳电子数最多的是( )
A、6S B、5P C、4d D、4f1、下列能级符号不正确的是( )
A、6S B、5P C、4d D、3fDD2、下列能级中容纳电子数最多的是( )
A、6S B、5P C、4d D、4f1、下列能级符号不正确的是( )
A、6S B、5P C、4d D、3f多电子原子的核外电子排布规律1 s2 s3s4s5s6s7 s2p3p3d4p4d4f5p5d5f6p6d7p能级交错有兴趣的同学可以阅读有关屏蔽效应和钻穿效应的内容了解产生“能级交错”的原因。注意:从图中可以看出,不同能层的能级有交错现象,如E(4s) ﹤E(3d) 1.按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是:( )
A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p
C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3pC练习:2.比较多电子原子能级的能量大小关系
(1)2s 4s; (2)3p 3d; (3)3d 4s;
(4)4d 5d; (5)2p 3s; (6)4d 5f。﹤﹤﹤﹤﹤﹥三、构造原理与能量最低原理 1.构造原理:
随原子核电荷数递增,绝大多数原子核外电子的排布遵循如右图的排布顺序,这个排布顺序被称为构造原理。2.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的能量处于最低状态,简称能量最低原理。原子结构示意图电子排布式Li: 1s22s1钙Ca[Ar] 4S2电子排布简式1s2 2s22p6 3s23p6 4s211钠Na [Ne] 3s1
12镁Mg [Ne] 3s2
13铝Al [Ne] 3s23p1
14硅Si [Ne] 3s23p2
15磷P [Ne] 3s23p3
16硫S [Ne] 3s23p4
17氯Cl [Ne] 3s23p5
18氩Ar [Ne] 3s23p6 3 锂Li 1s2 2s1
4 铍Be 1s2 2s2
5 硼B 1s2 2s22p1
6 碳C 1s2 2s22p2
7 氮N 1s2 2s22p3
8 氧O 1s2 2s22p4
9 氟F 1s2 2s22p5
10氖Ne 1s2 2s22p6练习:写出1-10号元素电子排布式, 11-18号元素简化电子排布式三、构造原理与电子排布式 外围电子排布式查阅教材:24号铬的外围电子排布式 29号铜的外围电子排布式1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1全充满(p6,d10,f14)全空时(p0,d0,f0)半充满(p3,d5,f7)相对稳定书写19—36号元素电子排布式小结:讲义练习 第一节
原子结构
(课时2)教学目标 一、知识与能力
1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理2.知道原子的基态和激发态的涵义3.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简单应用
二、教学重点
1.能根据构造原理写出1至36号元素原子的电子排布式。
2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
三、教学难点:
1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理
2.基态、激发态与光谱
四、教学方法:
讲授法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等 构造原理电子填入轨道次序图1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p 能量相近的能级划为一组,称为能级组第一能级组
第二能级组
第三能级组
第四能级组
第五能级组
第六能级组
第七能级组通式:ns······(n-2)f、(n-1)d、np 阅读见课本P7-81、什么是能量最低原理?
2、什么是基态原子、激发态原子?它们如何转化?
3、什么是光谱?光谱分析?
四.能量最低原理、基态与激发态、光谱1.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的能量处于最低状态。 2.基态原子: 电子放出能量↓电子吸收能量3.激发态原子:↓处于最低能量的原子 (稳定)1s22s22p63s2 1s22s22p63s13p1 吸收能量释放能量4.原子光谱: 不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光,可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱,总称为原子光谱。四.能量最低原理、基态与激发态、光谱基态原子激发态原子 光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一 5.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。原子核外电子在具有确定能量的轨道上运动,当原子不受外界影响时,电子既不吸收也不放出能量。
不同的原子轨道具有不同的能量,轨道能量的变化是不连续的,即量子化的。
(3)当电子吸收了能量(如光能、热能等),就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定,会回到能量较低的轨道上,当电子从能量较高的(E2)轨道跃迁到能量较低的(E0)轨道时发射出光子,发出光的波长取决于两个轨道的能量差。原子光谱原理锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 发射光谱吸收光谱特征:暗背景,
亮线,
线状不连续特征:亮背景,
暗线,
线状不连续 焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中,接受了能量,使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态;处于激发态的电子是十分不稳定的,在极短的时间内(约10-8s)便跃迁到基态或较低的能级上,并在跃迁过程中将能量以一定波长(颜色)的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的,因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围,于是我们就看到了各种色彩。 焰火呈现五颜六色的原因②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等 光谱分析的应用:①通过原子光谱发现许多元素。如:铯(1860年)和铷(1861年),其光谱中有特征的蓝光和红光。
又如:1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。 下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_______是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱,图_______是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同,请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。①③⑤②④⑥练习思考: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 位置及运行的速度;
可以描画它们的运动轨迹。五、电子云与原子轨道⑴ 核外电子质量小(只有9.11×10-31 kg),运动空间小(相对于宏观物体而言),运动速率大(近光速)。
1.核外电子运动的特征⑵无确定的轨道,无法描述其运动轨迹。⑶无法计算电子在某一刻所在的位置,只能确定它出现在原子核外空间各处的概率(即在核外空间某处出现机会的多少)测不准原理(海森堡)五、电子云与原子轨道 电子云只是形象地表示 电子出现在各点的概率密度分布的高低,而实际上并不存在。小黑点的疏密表示电子在核外空间内出现的机会的多少。电子轮廓图的制作2. 常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来,人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。五、电子云与原子轨道原子轨道图S能级的原子轨道图* S能级的原子轨道是球形对称的* 能层序数n越大,原子轨道半径越大P能级的原子轨道图 P能级的原子轨道是哑铃形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示。P电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一能层中 P x,Py,PZ的能量相同。P能级的原子轨道 P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形. P能级的原子轨道图小结:原子轨道的特点1.s原子轨道是球形的,p原子轨道是哑铃形的
2. s能级只有一个原子轨道;p能级有3个原子轨道,互相垂直,可分别以P x,Py,PZ表示,能量相等。如2Px、2Py、2Pz轨道的能量相等。
3.能层序数n越大,原子轨道的半径越大;
4.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似,只是半径不同;相同能层的同种能级的原子轨道形状相似,半径相同,能量相同,方向不同5. 各能级包含的原子轨道数:1.每个原子轨道上最多能容纳____个电子,且自旋状态_______2、当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是___________________,而且自旋状态______——洪特规则2相反——泡利原理优先单独占据一个轨道相同NC由下图总结:
每个原子轨道里最多只能容纳几个电子?方向如何?
当电子排布在同一能级时,又什么规律?电子排布图和电子排布式一样,都是用来表示核外电子排布情况的。而且,更加直观。表示方法:用方框表示原子轨道,用箭头表示电子。如11Na的电子排布图为↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓1s2s2p3s五、电子云与原子轨道铁原子的电子排布图↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 请你通过比较、归纳,分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。 结构示意图: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。
电子排布式:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级
上的电子数。
电子排布图:能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子
分布情况,自旋状态。