資源簡介

(共50張PPT)
大千世界無所不有
導入新課
為什么它們會擁有不同的性質？
想一想

回憶
1. 化學變化中最小的微粒是什么？
2. 原子能否再分呢？原子如何構成？
3. 原子和原子核的相對空間位置是怎樣的呢？它們體積大小如何？
4. 原子核的構成如何？
5. 質子、中子、電子的特點如何？
1.1.1 原子的誕生
1.1.2 能層與能級
1.1.3 構造原理與電子排布式
1.1.4 能量最低原理、
基態與激發態、光譜
1.1.5 電子云和電子軌道
1.1.6 泡利原理和洪特規則
第一節 原子結構
4.了解泡沫原理和洪特規則。
1.根據構造原理寫出1~36號元素原子的電子排布式；
2. 核外電子的運動狀態，電子云和電子軌道；
3.基態、激發態與光譜；
1.知識與能力
教學目標
宇宙大爆炸促使氫、氦原子合成其它原子！
1.1.1 原子的誕生
原子結構理論模型發展史：
道爾頓的原子模型 （錯）
——微小的、不可再分的實心球體。
湯姆生的葡萄干布丁模型 （錯）
——正電荷像流體一樣均勻分布在原子中，電子就像葡萄干一樣散布在正電荷中，它們的負電荷與那些正電荷相互抵消。
盧瑟福的核式結構模型（ ）
——原子的全部正電荷在原子核內，且幾乎全部質量均集中在原子核內部，帶負電的電子在核空間進行高速的繞核運動。
波爾電子分層排布（殼層結構）
電子云（量子力學）模型
1.1.2 能層與能級
能層是將核外電子按電子能量差異分成的
能層 一 二 三 四 五 六 七 、、、
符號 K L M O P Q 、、、 、、、
最多電子數 2 18 32 50 、、、 、、、 、、、 、、、
每一能層的表示方法及容納最多電子數
各能層的能量關系：離核越近的能層具有的能量越低，由K Q,能層的能量由低到高
能級：
在多電子的原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，不同能量的電子分成不同的能級，eg：同一能層的電子可以分為s 、p 、d、 f 能級，可表示為ns、np、nd、nf。
能級與最多容納電子數
（1）各電子層最多能容納2n2個電子。
即：電子層序號 1 2 3 4 5 6 7
代表符號 K L M N O P Q
最多電子數 2 8 18 32 50 72 98
（2）最外層電子數目不超過8個（K層為最外層時
不超過2個）；次外層電子數最多不超過18
個；倒數第三層不超過32個。
原子核外電子排布規律：
（3）核外電子總是盡先排滿能量最低、離核最近
的電子層，然后才由里往外，依次排在能量
較高電子層。而失電子總是先失最外層電子。
注意：
以上幾點是相互聯系的，不能孤立地理解，必須同時滿足各項要求。
（4）每一能層含有的能級數等于能層序數，如M能層有s、p、d三種能級
1.1.3 構造原理與電子排布式
隨著原子核數的增加，絕大多數元素的核外電子的排布將遵循右圖的排布順序，稱為構造原理。
構造原理：
含義：在多電子原子中，電子在能級上的排布順序是電子最先排布在能量最低的能級上，然后依次排布在能量較高的能級上
ns (n-2)f (n-1)d np
7s 5f 6d 7p
6s 4f 5d 6p
5s 4d 5p
4s 3d 4p
3s 3p
2s 2p
1s
構造原理
能級組
電子排布式：
按能量由低到高的順序寫出各能級符號并用數字在能級符號的右上角表明該能級上排布的電子數的式子，可以用來表示基態原子或簡單離子的核外電子排布情況
表示方法：以鋅原子為例，電子排布中的符號，數字的意義為：
1S22S22P63S23P6 3d104S2
該能級上的電子數
能層
能級
基態原子的電子排布式的書寫和注意事項
電子的填充順序：先根據構造原理上的能級順序依次寫出個能級符號，再根據每個能級最多容納的電子數，填滿一個能級在填下一個能級
在書寫電子排布式時，能級的排列順序不完全遵循構造原理，要按照能層序數有小到大的順序排布。即當出現d軌道時，電子按ns、(n-1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，要把(n-1)d寫在ns的前面，如Fe:1S22S22P63S23P6 3d64S2
簡化電子排布式
將電子排布式中的內層電子排布用相應的稀有氣體元素符號加方括號來表示而得到的式子，如氮、鈉、鈣的簡化電子排布式分別為[He] 2S22P3、[Ne] 3S1、[As] 4S2
部分元素原子的電子排布式
1.1.4 能量最低原理、
基態與激發態、光譜
能量最低原理：
原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態。
1．基態原子與激發態原子
處于最低能量的原子叫做基態原子
當基態原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發態原子
基態原子
吸收能量
激發態原子
釋放能量
可利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析
不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的能量
表現為光的形式
用光譜儀攝取
得到各種元素的電子的吸收光譜或發射光譜
光是釋放能量的重要形式之一。日常生活中，許多可見光（焰火、燈光、激光等）都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。
1、判斷下列表達是正確還是錯誤
1）1s22p1屬于基態；
2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1屬于激發態；
3）1s22s2 2p63d1屬于激發態；
4）1s22s2 2p63p1屬于基態；
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
課堂練習
五、電子云與原子軌道
五.電子云與原子軌道
1、電子云
思考
宏觀物體的運動特征：
可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度；
可以描畫它們的運動軌跡。
1.核外電子運動的特征
1. 核外電子質量小，運動空間小，運動速率大。
2. 無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。
3.無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現的機會多少。
測不準
核外電子運動特征：
自身質量和體積：可以忽略
運動范圍：核外很小的空間
運動速度：高速運動
所以沒有固定的軌道，不能同時測出某時的速度和位置。描述電子在核外運動狀態的方法：用一種能夠表示電子在一定時間內在核外空間各處出現幾率的模型（電子云）來描述電子在核外的運動。
2.原子核外電子排布規律
小黑點的疏密表示電子在核外空間單位體積內出現的概率的大小。
電子輪廓圖的制作
常把電子在
S能級的原子軌道
電子云輪廓圖----原子軌道
S能級的原子軌道是球形對稱的.
2、原子軌道：即電子云輪廓圖
電子云形狀
s電子云呈球形，在半徑相同的球面上，電子出現的機會相同；
p電子云呈紡錘形(或無柄亞鈴形)；
d電子云是花瓣形；
f電子云更為復雜
原子軌道
P能級的原子軌道圖
d原子軌道圖
科學探究
觀察圖1-14，這些圖稱為原子的電子軌道表示式
1．每個原子軌道最多只能容納幾個電子？
2．當電子排在同一個能級內時，有什么規律？
氦原子有兩個原子，按照能量最低原則，兩電子都應當排布在1s軌道上，電子排布式為1s2。如果用個圓圈（或方框、短線）表示滿意一個給定量子數的原子軌道，這兩個電子就有兩種狀態：自旋相同 或自旋相反。事實確定，基態氦原子的電子排布是，這也是我們對電子在原子軌道上進行排布必須要遵循的另一個原則――泡利不相容原理。
1.1.6 泡利原理和洪特規則
原理內容：一個原子軌道中最多只能容納兩個電子，并且這兩個電子的自旋方向必須相反；或者說，一個原子中不會存在四個量子數完全相同的電子。
C：最外層的p能級上有三個規道
可能寫出的基態C原子最外層p能級上兩個電子的可能排布：
①2p：
②2p:
③2p:
④2p
p有3個軌道，而碳原子2p能層上只有兩個電子，電子應優先分占，而不是擠入一個軌道，C原子最外層p能級上兩個電子的排布應如①所示，這就是洪特規則。
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2、舉例說明泡利原理：
3、舉例說明洪特規則：
當電子排布在同一能級的不同軌道時，
總是首先單獨占一個軌道（即分占不同的軌道），而且自旋方向相同。（全空、半充滿、全充滿）
一個原子軌道最多容納2個電子，而且自旋方向相反。
4、原子核外電子排布規則的應用———電子排布圖（軌道表示式）
將每一個原子軌道用1個方框來表示，在方框內標明基態原子核外電子分布的式子
3．基態原子核外電子排布的規則與思路
①已知核外電子數目先按照能量最低原理從1s排起
②其間應考慮是否需應用泡利原理和洪特規則，特別是要求畫外圍軌道表示式
③最后考慮是否需要應用量子力學關于全空、半充滿、全充滿的排布規定，如Cr、Cu等原子
★要求：1－36號元素原子
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其中最能準確表示基態錳原子核外電子運動狀態的是（ ）
A
B
C
D
C
想一想
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當碳原子的核外電子排布由
轉變為
時，下列說法正確的是 （ ）
A.碳原子由基態變為激發態
B.碳原子由激發態變為基態
C .碳原子要從外界環境中吸收能量
D.碳原子要向外界環境釋放能量
A C
鞏固

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