選修3第一章第一節(jié)原子結(jié)構

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,第一章 原子結(jié)構與性質(zhì),第一節(jié) 原子結(jié)構,一：原,子概念和原子結(jié)構模型演變簡介,1,、古希臘原子論,原子是最小的、不可分割的物質(zhì)粒子。原子之間存在著虛空，無數(shù)原子從古以來就存在于虛空之中，既不能創(chuàng)生，也不能毀滅，它們在無限的虛空中運動著構成萬物。,古希臘哲學家,Democritus,19,世紀初，英國科學家,道爾頓,提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體。,近代原子學說的創(chuàng)立,2,、道爾頓原子學說

2、,（,1,）、一切物質(zhì)都是由不可見的、不可分割的原子組成，原子不可自生自滅,（,2,）、同種類的原子在質(zhì)量、形狀和性質(zhì)上完全相同，不同種類的原子則不同,（,3,）、每一種物質(zhì)都是由它自己的原子構成。單質(zhì)是由簡單原子組成，化合物是由復雜原子組成。復雜原子的質(zhì)量等于組成它的簡單原子的質(zhì)量總和。,1897,年，英國科學家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，,1904,年他提出，原子好像一個帶正電荷的球，電子作為點電荷鑲嵌在球中間。這是他解釋元素化學性質(zhì)發(fā)生規(guī)律性變化而反復思考得出的。,4,、原子核的發(fā)現(xiàn),盧瑟福和他的助手做了著名,粒子散射實驗,。根據(jù)實驗，盧瑟福在,1911,年提出原子有核模型。,盧瑟福原子模型（又稱

3、行星原子模型）,：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在原子核外空間繞核做高速運動。,英國科學家盧瑟福,（,E.Rutherford,1871,1937),粒子散射實驗,Au,1911,年前后，新西蘭物理學家盧瑟福把一束高速運動的,粒子（質(zhì)量數(shù)為,4,帶,2,個正電荷的氦原子）射向一片極薄的金箔，他驚奇的發(fā)現(xiàn)，過去一直認為原子是,“,實心球,”,，由這些實心球緊密排列而成的金箔，竟有大多數(shù),粒子沒有改變方向，如入無人之境暢通無阻，就像金箔不存在一樣。只有很少部分,粒子通過時發(fā)生偏移或直線彈回。根據(jù)以上現(xiàn)象討論：,大多數(shù),粒子通過說

4、明了什么？,少數(shù),粒子偏移或直線彈回說明了什么？,原子不是實心球，原子內(nèi)部是,“,空曠,”,的,金箔內(nèi)部有帶正電荷的粒子存在，且集中在一個很小的核心上（稱作原子核）；所帶的正電荷數(shù)大于,粒子；質(zhì)量大于,粒子。,盧瑟福原子模型,玻爾借助誕生不久的量子理論改進了盧瑟福的模型。,玻爾原子模型,（又稱分層模型）：當原子只有一個電子時，電子沿特定球形軌道運轉(zhuǎn)；當原子有多個電子時，它們將分布在多個球殼中繞核運動。,不同的電子運轉(zhuǎn)軌道是具有一定級差的穩(wěn)定軌道。,丹麥物理學家玻爾,（,N.Bohr,1885,1962),玻爾原子模型,5,、波爾原子模型,玻爾原子模型（,1913,年）,電子云模型,6,、電子云

5、模型（,1935,年）,二、開天辟地,原子的誕生,現(xiàn)代大爆炸宇宙學理論,宇宙誕生于約,140,億年前的一次大爆炸,大爆炸后約,2,小時，誕生了大量的,H,，少量的,He,和極少量的,Li,。,我們今天熟悉的各種元素（原子），都是從那時起經(jīng)歷了漫長復雜的物理化學變化，分批分期合成而來的。,1,、,氫元素是宇宙中最豐富的元素。,2,、,宇宙年齡距今約,140,億年，地球年齡已有,46,億年,3,、,地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬僅有,22,種,數(shù)量關系：核電荷數(shù),(,Z,)=,核內(nèi)質(zhì)子數(shù),=,核外電子數(shù),質(zhì)量關系：質(zhì)量數(shù)（,A,）,=,質(zhì)子數(shù)（,Z,）,+,中子數(shù)（,N,）,原子核,核外電子,

6、Z,個,質(zhì)子,Z,個,中子,（,A,Z,）,個,原子,X,A Z,三、原子結(jié)構,電性關系：原子：質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù),(,幾乎集中原子的全部質(zhì)量,),(,其運動空間幾乎占據(jù)了原子的整個體積,),原子質(zhì)量主要集中在原子核上。,原子核體積很小，只占原子體積的幾億分之一,在多電子的原子中，核,外電子的能量是不同的，,按電子的能量差異，,可以將核外電子分成不同的能層。,四、能,層與能級,能層,一,二,三,四,五,六,七,符號,K,L,M,N,O,P,Q,最多容納電子數(shù),2,8,18,32,50,每一個能層最多可容納的電子數(shù)：,2n,2,能層,（電子層）,依據(jù)核外電子的能量不同：,離核遠近：,近 遠,能量高

7、低：,低,高,核外電子分層排布,1,2,3,4,5,6,7,K,L,M,N,O,P,Q,（,1,）,各能層最多能容納,2n,2,個電子,。,即：,能層序號,1 2 3 4 5 6 7,符 號,K L M N O P Q,最多電子數(shù),2 8 18 32 50 72 98,（,2,）,最外層電子數(shù)目不超過,8,個（,K,層為最外層時,不超過,2,個）；次外層電子數(shù)最多不超過,18,個；倒數(shù)第三層不超過,32,個。,原子核外電子分層排布規(guī)律：,（,3,）,核外電子總是盡先排滿,能量最低、離核最近,的能層，然后才,由里往外,，依次排在能量,較高能層。而失電子總是先失最外層電子,。,注意：,以上幾點是相

8、互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時滿足各項要求。,K L M N O,+,能級,1s,2s 2p,3s 3p 3d,4s 4p 4d 4f,最多容納電子數(shù),2,2,6,2,6,10,2,6,10,14,規(guī)定，任一能層的能級總是從,s,能級開始，依次稱,p,、,d,、,f,、,g,能級,在多電子原子中，同一能層的電子的能量也可能不同，可以將它們分為不同的能級（即電子亞層）。,能級,（電子亞層）,能層最多可容納的電子數(shù)為,2n,2,個。,【,學與問,】,1.,原子核外電子的每一個能層最多可容納的電子數(shù)與能層的序數(shù)（,n,）間存在什么關系？,【,學與問,】,2.,不同的能層分別有多少個能級，與能層的

9、序數(shù)（,n,）間存在什么關系？,（所含能級個數(shù)能層序數(shù),n,）,【,學與問,】,3.,英文字母相同的不同能級中所容納的最多電子數(shù)是否相同？,不同能級中的,s,級，所容納的電子數(shù)是相同的，但是能量是不同的。,能層的能級數(shù)等于該能層序數(shù)。,任一能層的能級總是從,s,能級開始。,在每一能層中，能級符號與能量大小的順序是：,ns,np,nd,nf,總結(jié)：,五、多,電子原子的核外電子排布構造原理,(1),、知道了原子核外電子的能層和能級可容納的最多電子數(shù)，是否就可以得出各種原子的電子排布規(guī)律呢？,問題：,+6 2 4,C,原子的原子結(jié)構示意圖,能表示核外電子排布,【,思考,】,怎樣用能層，能級表示核外電

10、子排布？,依據(jù)以上各能級最多容納電子數(shù),C,原子的核外電子排布式可以表示為：,1S,2,2S,2,2P,2,依照上式請書寫,N O F Na Mg Al K,的電子排布式,(2),、鉀原子的電子排布為什么不是,2,、,8,、,9,，而是,2,、,8,、,8,、,1,？,隨原子核電荷數(shù)遞增，絕大多數(shù)原子核外電子的排布遵循如下,圖的排布順序，這個排布順序被稱為,構造原理,。,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,5s,5p,5d,5f,6s,6p,6d,7s,7p,1s,能量升高,能級交錯,能級能量高低的順序,能量升高,4s3d4p,5s4d5p,各圓圈間連接線的方向表示隨核電荷數(shù)

11、增加而增加的電子填入能級的順序,1,、電子排布式,表示該能級填充的電子數(shù)目,能級,雖先排,4s,后排,3d,，但電子排布式中先寫,3d,，后寫,4s,。,26,Fe,（鐵）電子排布式中最后,2,個能級應寫為,3d,6,4s,2,，而不能寫成,4s,2,3d,6,。,在書寫電子排布式時，能層低的能級要寫在左邊，,不能按填充順序?qū)憽?失電子的順序：,從外層到內(nèi)層逐漸失去,能層,Fe,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,Fe,2+,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,Fe,3+,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3

12、d,5,原子序數(shù),元素名稱,元素符號,電子排布,K L M N,1,氫,H,2,氦,He,3,鋰,Li,4,鈹,Be,5,硼,B,6,碳,C,7,氮,N,8,氧,O,9,氟,F,10,氖,Ne,1s,1,1s,2,2s,1,1s,2,1s,2,2s,2,1s,2,2s,2,2p,1,1s,2,2s,2,2p,2,1s,2,2s,2,2p,3,1s,2,2s,2,2p,4,1s,2,2s,2,2p,5,1s,2,2s,2,2p,6,要求熟練書寫,1,36,號元素原子的電子排布式,原子序數(shù),元素名稱,元素符號,電子排布,K L M N,11,鈉,Na,12,鎂,Mg,13,鋁,Al,14,硅,Si

13、,15,磷,P,16,硫,S,17,氯,Cl,18,氬,Ar,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,5,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,原子序數(shù),元素名稱,元素符號,電子排布,K L M N,19,鉀,K,20,鈣,Ca,21,鈧,Sc,22,鈦,Ti,23,釩,V,24,鉻,Cr,25,錳,

14、Mn,26,鐵,Fe,27,鈷,Co,28,鎳,Ni,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,1,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,3,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,1s,

15、2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,7,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,8,4s,2,原子序數(shù),元素名稱,元素符號,電子排布,K L M N,29,銅,Cu,30,鋅,Zn,31,鎵,Ga,32,鍺,Ge,33,砷,As,34,硒,Se,35,溴,Br,36,氪,Kr,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,3,1s,2,2s,2,2p,6,3s,

16、2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,4,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,5,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,【思考】是否所有元素的,基態(tài)原子,的電子排布都遵循構造,原理？,鉻、銅、銀、金等,【練習】請寫出,K,+,、,S,2-,、,Cu,2+,離子的電子排布式？,K,+,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,S,2-,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,Cu,2+,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,9,【練習】請寫出,14,、,24,、,26,、,31,號元素的簡化電子排布式？,K,的,簡化,電子排布式：,Ar 4s,1,2,、簡化電子排布式,表示,Ar(,前一周期,的,稀有氣體,),的電子排布,K,的電子排布式：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,14,Si