人类对原子结构的认识历史公元前5世纪道尔顿原子模型汤姆生原子模型卢瑟福原子模型波尔原子模型电子云模型道尔顿原子模型汤姆生原子模型卢瑟福原子模型波尔原子模型电子云模型宇宙大爆炸2h后诞生大量的氢大量的氦极少量的锂原子核的熔合反应合成其他元素一.开天辟地—原子的诞生观察1-18号元素的原子结构示意图,讨论为什么原子核外的电子分层运动?电子层:KLMNOPQ离核远近:近远能量高低:低高核外电子分层排布1234567KLMNOPQ二、能层与能级1.能层(1)定义:在多电子的原子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。(2)表示方法及各能层所容纳的最多电子数:讨论: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?每一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。2.能级(1)定义:在多电子原子中,同一能层的电子,能量可以不同,还可以把它们分成能级。(2)表示方法及各能级所容纳的最多电子数:讨论:1.不同的能层分别有多少个能级,与能层的序数(n)间存在什么关系?2.在同一能层中,原子的序号的顺序是怎样排列的?不同层中,符号相同的能级中所容纳的最多电子数是否相同?各能级可容纳的的最多电子数是多少?小结:1.任一能层的能级数等于该能层的序数。2.在同一能层中,原子的序号的顺序是EnsEnpEndEnf……。不同层中,符号相同的能级中所容纳的最多电子数相同。以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍,即2、6、10、14。三、基态与激发态、光谱1.基态原子与激发态原子(1)基态原子:处于最低能量的原子叫基态原子。(2)激发态原子:当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高的能级,变成激发态原子。2.原子光谱: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,总称为原子光谱。3.原子光谱的应用:在现代化学中,常利用原子光谱的特征谱线,通过光谱分析从而来鉴定元素。锂、氦、汞的吸收光谱图1-2构造原理四、构造原理和能量最低原理1.构造原理:随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循图1-2的排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序,可由下列公式得出ns(n-2)f(n-1)dnp(n表示能层序数)。从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理?思考与交流元素电子层排布CuAgAu元素周期表构造原理结论3d104s14d105s15d106s13d94s24d95s25d96s2有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差,如Cu、Ag、Au等。2.构造原理的应用——电子排布式:用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。如Na:1s22s22p63s1或Na:[Ne]3s1你能仿照钠的简化电子排布式写出第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?O:[He]2s22p4Si:[Ne]3s23p2Fe:[Ne]3s23p63d64s2学生活动短周期核外电子的排布电子填充轨道顺序:1S→2S→2P→3S→3PH1S1He1S2Li1S22S1Be1S22S2B1S22S22P1C1S22S22P2N1S22S22P3O1S2S222P4F1S22S22P5Ne1S22S22P6Na1S22S22P63S1Mg1S22S22P63S2Al1S22S22P63S23P1Si1S22S22P63S23P2P1S22S22P63S23P3S1S22S22P63S23P4Cl1S22S22P63S23P5Ar1S22S22P63S23P6原子核外电子排布式按照原子轨道能量由低到高的顺序填写3.能量最低原理:原子的排布遵循构造原理能使整个电子的能量处于最低状态。1.电子在原子核外空间一定范围内出现,可以想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围,所以,人们形象地把它叫做“电子云”五、电子云与原子轨道2.原子轨道:电子云轮廓图称为原子轨道3.原子轨道的特点s能级的原子轨道图p能级的原子轨道图原子轨道的特点1.s原子轨道是球形的,p原子轨道是纺锤形的;2.能层序数n越大,原子轨道的半径越大;3.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似,只是半径不同;4.s能级只有一个原子轨道;5.p能级有3个原子轨道,互相垂直,可分别以px、py、pz表示4.各能级包含的原子轨道数:(1)ns能级各有1个原子轨道;(2)np能级各有3个原子轨道;(3)nd能级各有5个原子轨道;(4)nf能级各有7个原子轨道;第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示(在图中每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子):由图总结:1.每个原子轨道里最多只能容纳几个电子?方向如何?2.当电子排布在同一能级时,又什么规律?第二周期元素基态原子的电子排布图1.每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反(用“↓↑”表示)——泡利原理2.当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同。——洪特规则3.各电子层包含的原子轨道和可容纳的电子数目电子层原子轨道类型原子轨道类型数目可容纳的电子数目11s1222s,2p4833s,3p,3d91854s,4p,4d,4f1632n—n22n24.各原子轨道的能量高低:多电子原子中,电子填充电子轨道时,原子轨道能量的高低存在以下规律:(1).相同电子层上原子轨道能量的高低:nsnpndnf(2).形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s4s……(3).电子层和形状相同的原子轨道的能量相等,如2px、2py、2pz轨道的能量相等。小结电子在排布时必须遵循的规律(1).能量最低原理;(2).泡利原理;(3).洪特规则。