课件21张PPT。
原子结构原子结构第一课时 ——物质结构理论的发展史1、德膜克利特
2、道尔顿
3、门捷列夫
4、居里
5、汤姆逊6、卢瑟福
7、玻尔
8、查德威克
9、德布罗依
现代大爆炸宇宙学理论
下列科学家在物质结构方面,提出了怎样的观点?或有怎样的重要发现?能层、能级概念学与问挑战题1、 德膜克利特 (希腊)公元前500年,提出物质由原子组成返回主题2、 道尔顿(英国)1808年,提出:①一种元素是由完全相同的原子构成的;
②不同元素的原子互不相同;
③化合物的分子是这些原子化合而成的。原子是化学上的最小微粒。返回主题3、 门捷列夫(俄国)1869年,建立了根据原子量大小排列的周期表,揭示了原子结构与元素性质有关系返回主题4、 居里夫妇(法国)1898年,发现镭,发现原子可以分裂返回主题5、 汤姆逊
(英国)1897年,发现所有原子都含有带负电的粒子——电子。汤姆逊的原子模型象带正电的“蛋糕”里夹着许多带负电的“葡萄干”【阴极射线实验】演示返回主题6、 卢瑟福(英国)1907年,做了著名的α 粒子散射实验,表明正电荷在原子的中心,负电荷(电子)在正电荷周围运动,就象飞蛾在灯泡四周乱飞那样。原子的大部分是空空洞洞的空间。【卢瑟福的实验示意图】展示返回主题7、 玻尔(丹麦)1913年,提出原子中心的这个正电荷叫原子核,它几乎占去了原子的全部质量,但体积却很小,电子(其质量可忽略不计)象行星绕太阳公转那样围绕着原子核高速运转,是个“小太阳系”返回主题8、 查德威克
(英国)1932年,发现了原子核中有电中性的中子。返回主题9、 德布罗依
(法国)1924-1935年,提出:每一种运动着的粒子,象光一样,都有与它相联系的波动性。三年以后,戴维逊(美国)和汤姆生(英国)各自独立地解释了他们的电子衍射实验结果。【展示实验示意图】 返回主题返回主题现代大爆炸宇宙学理论认为: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。名称序数n符号能 层能级最多电子数能层最多可容纳电子数一二三四五六七符号能层、能级的概念返回主题问题1问题2问题3问题4返回主题学与问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?问题1每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个返回主题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?问题2能级数等于该能层序数返回主题英文字母相同的不同能级中,所容纳的最多电子数是否相同?问题3相同返回主题原子核外电子的排布遵循哪些规律?问题4(1)每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个(2)最外层电子数最多不超过8个,若K层为最外层,电子数最多不超过2个;(3)次外层电子数最多不超过18个。返回主题挑战题第五能层中所能容纳的最多电子数是多少?说出你推导的两种方法。第一,依据每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个,当n=5, 2n2=50第二、第五能层中有5个能级—5s、5p、5d、5f、5g,最多电子数分别是2、6、10、14、18,所能容纳的最多电子数为50祝同学们2006年4月学习进步!
本节课到此结束,谢谢大家!课件26张PPT。第二课时第一节 原子结构四、能量最低原理、基态与激发态、光谱▲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 基态原子: 处于最低能量的原子 (稳定)电子放出能量↓↓电子吸收能量激发态原子: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(不稳定)
1、 当镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时,以下说法正确
的是( )
A.镁原子由基态转化成激发态,这一过程中吸收能量
B.镁原子由激发态转化成基态,这一过程中释放能量
C.镁原子由基态转化成激发态,这一过程中释放能量
D.镁原子由激发态转化成基态,这一过程中吸收能量A课堂练习 前面提到的焰色反应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:光谱:按一定次序排列的彩色光带。用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱* 原子光谱光谱分析:
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 特征:暗背景,
亮线,
线状不连续特征:亮背景,
暗线,
线状不连续课堂练习2、关于光谱分析,下列说法错误的( )
A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的
特征谱线
B、光谱分析不能用连续光谱
C、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱
D、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成 D3、在太阳的光谱中有许多暗线,这表明( )
A、太阳内部含有这些暗线所对应的元素
B、太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素
C、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素
D、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素 课堂练习D 核外电子质量小,运动空间小,运动速率大。
核外电子运动的特征 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
其在核外空间某处出现的机会的多少(概率)。1 . 电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。1s电子在原子核外出现的概率分布图 核外电子运动状态的描述小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的机会的多少。 * 电子云只是形象地表示 电子出现在各点的概率高低,而实际上并不存在。小黑点不表示电子只表示电子在这里出现过一次* 电子轮廓图的制作过程:→概率为90%的电子轮廓图原子轨道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* P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以Px,Py,PZ表示. 1、每个原子轨道上最多能容纳____个电子,且自旋方向_______。科学研究CNO2、当电子排在同一能级时有什么规律?当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是___________________,而且自旋方向______。——洪特规则2不同——泡利原理首先单独占一个轨道相同原子的电子排布图铁原子的轨道表示式↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特规则泡利原理能量最低原理4.下列有关说法正确的是 ( )
A、通常用小黑点来表示电子的多少
B、小黑点密表示在该核外空间的电子数多
C、小黑点密表示在该核外空间的单位体积内电子出 现的概率大
D、通常用小黑点来表示绕核作高速圆周运动
C课堂练习5.下列有关原子轨道的叙述中不正确的( )
A、氢原子的3s轨道能量较3p能级低
B、锂原子的2s与5s 轨道皆为球形分布
C、p能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层序数的增加,p能级原子轨道也在增多
D、能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子课堂练习CD6.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( )
A B C D
C课堂练习7、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。
轨道表示式: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。 知能达标:了解能量最低原理,知道基态与激发态,知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
了解核外电子的运动状态,知道电子云和原子轨道。
了解泡利原理和洪特规则,知道核外电子排布图遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
完成【评估检测】的练习【课后作业】 谢谢指导课件8张PPT。原子结构与性质目标要求1、在原有物质结构知识的基础的基础上,进一步认识原子的电子层结构,掌握核外电子的运动状态和特点,形成电子云的概念。目标要求2、掌握核外电子分布的一般规律,知道核外电子的运动状态要从能层、能级、轨道、电子自旋四个方向来描述 。目标要求3、能写出1-36号元素的原子核外电子排布式 。知识要点:能层、能级、原子轨道、电子云知识要点:构造原理、泡利不相容原理、洪特规则及其特例基态原子、激发态原子、原子光谱、发射、吸收光谱电子排布式、轨道表示式目标要求4、了解原子最外层电子周期性变化规律,理解其与元素性质的关系,即原子结构决定元素性质。知识要点:同周期从左到右,原子最外层电子数的周期性变化;元素性质的变化。①同周期从左到右,原子最外层电子数从1→8呈周期性变化;②同周期从左到右,元素从碱金属→卤素→稀有气体;(第一周期除外)③同周期从左到右,元素的金属性减弱非金属性增强。目标要求5、了解元素周期表与原子核外电子排布的关系, 掌握元素周期表的结构。知识要点:周期、族、区的划分依据及表示方法;每周期的元素数目;每主族的元素。①周期序数=能层数 主族序数=最外层电子数 ②区(第IA族→第IIA族)(第IIIB族→第VIIB族 →第VIII族)(第IB族→第IIB族)(第IIIA族→第VIIA族→0族)价电子构型ns1→2(n-1)d1→9ns1→2(n-1)d10ns1→2ns2np1→6目标要求6、了解元素周期律,理解掌握元素周期律的应用。知识要点:原子半径、主要化合价、金属性和非金属性、第一电离能、电负性的变化规律。①同周期从左到右,原子半径逐渐减小。同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。电子层结构相同的不同离子,离子半径随着核电荷数的增加而减小。同种元素的原子半径小于阴离子半径,大于阳离子半径。②同周期从左到右,主要化合价正价+1→+7,负价-4→-1;最高正价(F、O除外)=最外层电子数=主族序数主族元素最高正价+|最低负价|=8③同周期从左到右,元素的金属性减弱非金属性增强。元素最高价氧化物对应水化物的酸、碱性的变化规律;元素氢化物的稳定性的变化规律;元素单质还原性、氧化性的变化规律;元素简单离子氧化性、还原性的变化规律;④第一电离能的定义、变化规律及其应用;气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。同周期元素从左到右,元素的第一电离能呈现递增趋势。同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小。第一电离能最高:He;最低:Cs⑤电负性的定义、变化规律及其应用;电负性是描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小的物理量;电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。同周期元素从左到右(稀有气体除外),元素的电负性逐渐增大。同族元素从上到下(稀有气体除外),元素的电负性逐渐减小。金属的电负性一般小于1.8,电负性越小金属性越强;非金属的电负性一般大于1.8,电负性越大非金属性越强。对角线规则课件14张PPT。主题1 原子结构与元素性质
主题2 化学键与物质性质
主题3 分子间作用力与物质性质
主题4 研究物质结构的价值本册书的介绍第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构一 、开天辟地—原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论——宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸大爆炸后约2小时,诞生了大量的H,少量的He和极少量的Li 我们今天熟悉的各种元素(原子),都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学变化,分批分期合成而来的原子原子核核外电子 质子 中子核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数(1)先排能量低的电子层,再排能量高的电子层,由里往外。
(2)每一层最多容纳电子数:2n2个。
(3)最外层电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
(4)次外层电子数不超过18个,倒数第三层不超过32个。核外电子的分层排布规律:二、能层与能级1、能层规定,任一能层的能级总是从 s 能级开始,依次称p、d、f、g能级……能层 K L M N O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 10 142、能级三、构造原理1s→2s →2p →3s →3p → 4s → 3d → 4p → 5s … 试书写N、Cl、K、26Fe原子的 核外电子排布式钠:11:1s22s22p63s1 举例:钪:21:1s22s22p63s23p64s23d1★原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理2、根据2n2的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为? ???????? 。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、3p2、8、18、323、已知某原子的电子分布是1s22s2 2p63s2 3p63d104s24p1。 (1)这元素的原子序数是多少? (2)这元素属第几周期? 第几族?是主族元素还是过渡元素? (3)哪些电子是这个原子的价电子。(1) 31 (2)4;IIIA;主族元素
(3) 4s24p14.按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A的原子中只有一个能层且只含1 个电子;B的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反;D的原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E原子的外围电子排布为3s23p6。
(1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5个)
(2)写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式(至少写出2个)
(3)检验某溶液中是否含有D+的离子,可通过 反应来实现;检验某溶液中是否含有B—的离子,通常所用的试剂是: 。
(4)写出E的元素符号 ,要证明太阳上是否含有E元素,可采用的方法是 。 KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3等 焰色AgNO3、稀HNO3 Ar 对太阳光进行光谱分析 课件15张PPT。 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使整个原子的能量处于最低状态2.基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级成为激发态原子。释放能量3.基态、激发态相互转化与能量转化的关系基态原子激发态原子吸收能量4.光谱与光谱分析:(1)光谱:不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。(2)光谱分析:利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素锂、氦、汞的发射与吸收光谱思考: 宏观物体与微观物体(电子)的运动有 什么区别?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。微观物体的运动特征:1、电子的质量很小,只有9.11×10-31千克;
2、核外电子的运动范围很小(相对于宏观物体而言);
3、电子的运动速度很大;测不准,更加无法描画它们的运动轨迹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机率。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的机会少。电子云的演示五、电子云与原子轨道S能级的原子轨道电子云轮廓图----原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.只有一个伸展方向 P能级的原子轨道p能级的原子轨道的形状是纺锤形(或称为哑铃形),其伸展方向是互向垂直的三个伸展方向(Px、Py、Pz)。 p能级的原子轨道★核外电子排布规则:1.能量最低原理 2.泡利不相容原理 原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态一个原子轨道最多容纳2个电子,而且自旋方向相反。↑↑↑↓3.洪特规则 4.补充规则相对稳定的状态全充满(p6,d10,f14)全空时(p0,d0,f0)半充满(p3,d5,f7)当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是首先单独占一个轨道(即分占不同的轨道),而且自旋方向相同。↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )ABCDC↑↓↑↓↑↑↓当碳原子的核外电子排布由转变为时,下列说法正确的是:A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C .碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境释放能量课件8张PPT。原子结构与
元素的性质一、原子结构与元素周期表周期短周期长周期不完全周期一 二 三四 五 六七(2 8 8)(18 18 32)26…周期序数=电子层数族主族副族第VIII族0族(第IA族→第VIIA族)(第IB族→第VIIB族)(共3列)(稀有气体)过渡元素主族序数=最外层电子数每周期的元素排列(一、七除外):碱金属→活泼非金属→稀有气体ns1→ → → ns2np6=元素最高正价主族元素最高正价+|最低负价|=8区s区ds区d区p区(第IA族→第IIA族)(第IIIB族→第VIIB族 →第VIII族)(第IB族→第IIB族)(第IIIA族→第VIIA族→0族)价电子构型ns1→2(n-1)d1→9ns1→2(n-1)d10ns1→2ns2np1→6二、元素周期律元素的性质随核电核荷数递增发生周期性变化。1、元素化合价同周期主族元素从左到右,最高正价:+1→+7,最低负价:-4→-1。同周期主族元素从左到右,金属性减弱,非金属性增强;2、元素金属性和非金属性单质与氢气反应的条件降低,生成的氢化物的稳定性增强。金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性增强;3、原子半径影响原子半径的因素电子的能层数核电荷数(1)同周期的主族元素从左到右,原子半径逐渐减小。(2)同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。(4)电子层结构相同的不同离子,离子半径随着核电荷数的增加而减小。(3)同种元素的原子半径小于阴离子半径,大于阳离子半径。4、第一电离能(I1)气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。(1)同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小。(2)同周期元素从左到右,元素的第一电离能呈现递增趋势。I1(Li)I1(B) I1(Na)I1(Al) I1(C)I1(O) I1(Si)I1(S) 5、电负性键合电子:原子中用于形成化学键的电子。电负性:描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。(1)同周期元素从左到右(稀有气体除外),元素的电负性逐渐增大。(2)同族元素从上到下(稀有气体除外),元素的电负性逐渐减小。(3)金属的电负性一般小于1.8,电负性越小金属性越强;非金属的电负性一般大于1.8,电负性越大非金属性越强。(4)一般认为,两个成键元素间的电负性差值>1.7,它们之间通常形成离子键;反之,形成的是共价键。构造原理(n-1)p原子结构与元素的性质一 、原子结构与元素周期表知识回顾元素周期表的结构 推测核电荷数为56的元素在周期表中第_____周期第_______族,下列关于它的性质的说法中正确的是
A、它可以从硫酸铜溶液中置换出铜单质
B、它可以从冷水中置换出氢气
C、钡可以从饱和食盐水中置换出金属钠
D、钾可以从氯化钡溶液中置换出金属钡六二主(B)原子结构表中位置元素性质原子序数= 核电荷数周期数= 电子层数主族序数=最外层电子数同位素-化学性质相同 相似性
递变性(从上至下,金属性增强,非金属性减弱)同周期同主族递变性(从左到右,金属性减弱,非金属性增强)电子层数最外层电子数元素金属性、
非金属性强弱(主族)最外层电子数 = 最高正价 最外层电子数-8 = 最低负价原子结构决定元素在周期表中的位置,决定性质写出碱金属元素基态原子的电子排布3二1s22s1或[He]2s111三1s22s22p63s1或[Ne]3s119四1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s137五1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或[Kr]5s155六1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或[Xe]6s1科学探究1.原子的电子排布与周期的划分(1)结合周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素(除第一周期外)是 ________, 最外层电子排布为______,每一周期的最后一种元素都是 ___________ , 这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是__________. 碱金属ns1稀有气体ns2np6(2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的______.能层数(3)我们把“构造原理”中能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”,下表是各周期所含元素种数与相应能级组的原子轨道关系2
8
8
18
18
32
未完2
8818
18
32
未满
可见各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和 由于随着核电荷数的递增,电子在能级里的填充顺序遵循构造原理,元素周期系的周期不是单调的,每一周期里元素的数目不总是一样多,而是随着周期序号的递增渐渐增多。因而,我们可以把元素周期系的周期发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。2.原子的电子排布与族的划分周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”,这是由于这些能级上的电子可在化学反应中发生变化,这些电子称为价电子,仔细观察周期表,看看每个族序数与价电子数是否相等?在周期中有18个纵列,除零族元素中He (1s2)与其它稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每个族序数和价电子数是相等的.
主族元素:族序数=原子的最外层电子数=价 电子数副族元素:大多数族序数=(n-1)d+ns的电 子数=价电子数元素周期表里的元素可按不同的分类方法分为不同的区,你能把周期表裁剪成不同的区吗?3.按电子排布,可把周期表里的元素划分为5个区,(除ds区外区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号)仔细观察周期表,你能划分开吗?这些区分别有几个纵列?为什么s区、d 区和ds区都是金属?
3.原子的电子构型和元素的分区S 区元素:最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元 素。除H外,其余为活泼金属。p区元素:最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。即IIIA~VIIA族、零族元素。除H外,所有非金属元素都在p区。 ds区元素:包括IB族和IIB族元素,最外层电子数皆为1~2个,均为金属元素 。f区元素:包括镧系和锕系元素。最外层电子数基本相同,化学性质相似。d区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。最外层电子数皆为1~2个,均为金属元素,性质相似。小结:1、原子的电子排布与周期的划分(1)每一周期的第一种元素(除第一周期外)都是 ________,最外层电子排布为_______,每一周期的最后一种元素都是____________,这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是_______________
(2) 周期序数等于该周期中元素的______。(3) 各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和。
2、原子的电子排布与族的划分 主族元素:族序数=原子的最外层电子数=价电子数 副族元素:大多数族次=(n-1)d+ns的电子数=价电子数
3、原子的电子构型和元素的分区
1. 为什么副族元素又称为过渡元素?2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内(如图)?3.处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么?思考题: