搜索
化学研究的是构成宏观物体的物质。一、研究物质的组成与结构二、研究物质的性质、变化、合成二者的关系如何？结构决定性质、性质反映结构分子结构原子结构晶体结构结构性质决定第一章原子结构与性质第一节原子结构背景知识回顾1、什么叫电子层？在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动,这种不同的区域称为电子层2、原子核外电子排布有哪些规律？(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。背景知识回顾原子概念和原子结构模型演变简介1．公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。2．19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。道尔顿原子学说1、一切物质都是由不可见的、不可分割的原子组成，原子不可自生自灭2、同种类的原子在质量、形状和性质上完全相同，不同种类的原子则不同3、每一种物质都是由它自己的原子构成。单质是由简单原子组成，化合物是由复杂原子组成。复杂原子的质量等于组成它的简单原子的质量总和。3．1897年英国科学家汤姆生发现了电子。原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子4．1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型5．1913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础—电子云模型人类认识原子的过程人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。近代原子论发现电子带核原子结构模型轨道原子结构模型电子云模型宇宙大爆炸模拟图宇宙大爆炸2h后诞生大量的氢少量的氦极少量的锂原子核的融合反应合成其他元素一.开天辟地—原子的诞生1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论1)、氢元素是宇宙中最丰富的元素。2)、宇宙年龄距今约140亿年，地球年龄已有46亿年。3)、地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅有22种。原子的结构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+中子数我们已经知道，多电子原子的核外电子的能量是不同的。原子核外电子是怎样排布的呢？二、能层与能级1.能层（即电子层）(1)概念：多电子原子的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。即电子层(2)表示方法及各能层最多容纳的电子数能层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……最多电子数28183250……依据核外电子的能量不同：离核远近：近远能量高低：低高核外电子分层排布1234567KLMNOPQ钠的原子结构示意图为：11个电子分布在3个不同的能层，处于不同能层的电子的能量肯定不同；那么，处于L层的8个电子其能量是否都相同呢？2.能级（即电子亚层）(1)概念：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级。即亚层(2)表示方法及各能级所容纳的最多电子数：能层KLMNO能级1S2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多电子数226261026101426……学与问1、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)间存在什么关系？2、不同能层分别有多少个能级，与能层的序数间存在什么关系？（所含能级个数＝能层序数n）（2n2）s1×2＝2p3×2＝6d5×2＝10f7×2＝14g9×2＝18★不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的电子数是相同的，分别是1、3、5、7的2倍即2、6、10、143、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？[温馨提醒]I.能级符号：ns、np、nd、nf……(n代表能层)II.能级能量关系(1)同能层不同能级，能级越高，能量越高：如：E3sE3pE3d(2)不同能层同种能级，能层序数越大，能量越高，如E1sE2sE3sE4s……III.各能层拥有的能级种数：能级种数=该能层序数IV.各能级容纳的最多电子数ns：2；np：6；nd：10；nf：14……原子的核外电子可以完全按能层次序排布，填满一个能层再开始下一个能层吗？？为什么钾原子的排布不是2、8、9，而是2、8、8、1呢？三、构造原理原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充—构造原理存在着能级交错1s---2s---2p---3s---3p---4s----3d--4p---5s---4d----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、电子排布式：氢H钠Na钾K1s22s22p63s11s22s22p63s23p64s11s1用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。练习：试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式★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，简称能量最低原理请根据构造原理，写出下列元素原子的电子排布式：（1）N。（2）Ne。（3）S。（4）Ca。（5）29Cu1s22s22p63s23p63d104s1（6）32Ge1s22s22p63s23p63d104s24p2K的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s229Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s132Ge的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p2注：书写电子排布式时，能层低的能级写在左边，不能按填充顺序写（电子按能量由低到高顺序填充，遵循构造原理）原子实：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”。以稀有气体的元素符号外加方括号表示。钠Na的核外电子排布为：1s22s22p63s1，其中第1、2电子层与原子核组成原子实，也可写作[Ne]3s1。[Ne]是指与氖Ne（1s22s22p6）的结构相同。钾K的电子排布为：1s22s22p63s23p64s1，也可写作[Ar]4s1。铜Cu为：1s22s22p63s23p63d104s1，也可写作[Ar]3d104s1。3.简化电子排布式：[Ne]3s1写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗？上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构O：[He]2s22p4Si[Ne]3s23p2Fe[Ar]3d64s2钠Na的简化电子排布式：书写简化电子排布式时要特别注意第四周期元素的3d能级。如将Br写成[Ar]4s24p5是错的，而应该为[Ar]3d104s24p5。说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去“原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）O：2s22p4Si：3s23p2Fe：3d64s2外围电子排布(价电子排布式)价电子：即能够影响元素化合价的电子。主族元素：价电子即为最外层电子。过渡元素：价电子包括最外层电子和次外层d能级电子(镧系和锕系元素还包括倒数第三层f能级上的电子)。１．道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子——分子学说的观点看，你认为不正确的是（）A只有①B只有②C只有③D①②③D２．在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量。在同一能层中，各能级的能量按s、p、d、f的次序３．理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为。越低增大。3S3P3d4.下列各原子的电子排布正确的是A.Be1s22s12p1B.C1s22s22p2C.He1s12s1D.Cl1s22s22p63s23p5BD5.书写电子排布式KrBr6．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Al1s22s22p63s23p1B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6D.Si1s22s22p2D第二课时四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理内容：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。电子先占有能量低的能级，然后依次进入能量高的能级2.基态与激发态基态原子：处于最低能量的原子。(稳定)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(不稳定)吸收能量放出能量不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量表现为光的形式节日燃放的焰火与电子跃迁有关激光源夜空中的激光[跟进练习]根据下列电子排布，处于激发态的原子是()A.1s22s22p1B.1s22s22p63s23p4C.1s22s12p1D.1s22s22p4C3.原子光谱内容：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。基态原子激发态原子吸收能量，吸收光谱放出能量，发射光谱可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱1、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；2）1s22s22p63p1属于基态；3）1s22s22p63d1属于激发态；答案：(1)×(2)×(3)√课堂练习五、电子云与原子轨道思考: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；4.无固定轨道测不准图中表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图1、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。P：表示电子在某处出现的概率V：表示该处的体积P/V：概率密度，用ρ表示。2.电子云轮廓图同一原子的s电子的电子云轮廓图(1)s电子电子云形状是以原子核为中心的球体哑铃形，相互垂直球形(2)p电子云的形状是哑铃形，其伸展方向是互向垂直的三个方向（Px、Py、Pz）五、电子云与原子轨道2.原子轨道d能级的原子轨道图花瓣形五、电子云与原子轨道2.原子轨道f能级的原子轨道图[归纳总结]电子云的形状s电子云p电子云d电子云球形哑铃形花瓣形3.原子轨道内容：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。[跟进练习](1)能层符号用_________________表示。(2)能级符号用_________________________表示。(3)ns能级有____个轨道，呈___形；np能级有____个轨道，呈_______形；nd能级有_______个轨道；nf能级有______个轨道。(4)各能级最多容纳的电子数是：ns：2个；np：6个；nd：10个；nf：14个。小结：各原子轨道的能量高低比较（1）相同电子层上原子轨道能量高低：nsnpndnf（2）形状相同的原子轨道能量高低1s2s3s4s（3）电子层和形状相同的原子轨道能量相等：2Px＝2Py＝2Pz原子轨道的空间取向sxzpxxzpyxypzxzdxyxydyzyzdxzxzdx2-y2xydz2xz六、泡利原理和洪特规则1.