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1、化学选修3 物质结构与性质上课课件专题2 原子结构与元素的性质第一单元 原子核外电子的运动一、人类对原子结构的认识历史1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大 爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个 “原始原子”中，后来发生了大爆炸 ，碎片向四面八方散开，形成了我们 的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大 量的H、少量的He及极少量的Li，然 后经过长或短的发展过程，以上元素 发生原子核的熔合反应，分期分批的 合成了其它元素。氢元素宇宙中最丰富的元素占88.6% （氦18），另外还有90多种元素，宇宙 年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年 。知识链接宇宙中最丰富的元素是那一种？ 宇宙年龄有多大？地球年龄
2、有多大？回答：复习: 化学必修已经学过的内容 1、原子（ ）原子核 质子（带一个单位正电荷 ） 中子 (不电荷) 电子(带一个单位负电荷) 两个关系式: 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 质量数 = 质子数 + 中子数 即 A = P + N 2、 原子核外电子是分层排布的 原子结构示意图核素和同位素 具有一定质子数和一定中子数的一种 原子称为一种核素（nuclide）。同种元素 ，可以有若干种不同的核素。质子数相同而中子数不同的同一元素 的不同原子互称为同位素。 元素具有相同质子数的同一类原子的总称。 同一种元素的原子具有相同的质子数，但中 子数不一定相同。如氢元素存在三种原子。原子核外
3、电子的排布规律 1.原子核外电子的排布是分层的 （以原子核为中心能量不同的电子在离 核不同距离的区域内运动） 离核近（内层）能量低； 离核远（外层）能量高 与核的距离 由近到远 电子层（n） 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q.2、核外电子排布遵守能量最低原理 即先排满能量低的电子层，再排能量 高的电子层。3、各个电子层上最多能容纳的电子数是： 2n2个4、最外层电子数8（K层是最外层时2）次外层电子数18 （提示：各个规律是相互联系的 不能孤立的理解）元素周期律 主要包括 1、原子核外最外层电子排布的周期性变 化 随着原子序数的递增，元素原子核外 最外层电子的
4、排布呈现从1个到8个的周 期性变化 随着原子序数的递增，元素金属性 呈现由强到弱，非金属性呈现由弱 到强的周期性变化。二、元素周期律 2、原子半径呈现周期性变化 随着原子序数的递增，元素原子半径呈 现由大到小的周期性变化元素周期律 3、元素主要化合价的周期性变化 随着原子序数的递增，元素主要化合价 呈现：正价由+1到+7；负价由-4到-1的周 期性变化元素周期律 4、元素性质的周期性变化 元素性质:元素金属性和元素非金属性 元素金属性:原子失去电子的能力.容易失 去电子,金属性就强,反之,则弱. 元素非金属性:原子得到电子的能力.容易 得到电子,非金属性强,反之,则弱.二、原子核外电子的运动特
5、征 描述：电子层 与电子具有的能量有关 、 每一个电子层上的电子数 与每一个 电子层所能容纳的电子数及其他因素有 关。 形象描述：电子云 核外某一个电子 的运动区域，即电子在核外该空间出现 的几率最大。表示方法：1、 2、电子式3、原子结构示意图（结构简图）比较精确的描述 从以下几个方面来描述一个电子在原子核外 的运动 1、电子层（n） n= 1、2、 3、 4、 5、 6、对应符号 K、L、M、N、O、P 即能量不同的电子在离核远近不同的空间 运动.2 、原子轨道：s、p、d、f处于同一电子层的电子由于能量还有 比较小的差别在不同的轨道上运动,也就 是在空间出现的区域不同(电子云形状不 同)
6、.轨道类型不同,轨道形状也不同,每个轨 道可以容纳的电子数也不同.S原子轨道最多能容纳2个电子；p原 子轨道最多能容纳6个电子；d原子轨道 最多能容纳10个电子。s电子轨道都是球形的 p能级原子轨道图 3、自旋方式 电子有两种不同的自旋方式 ，分别用和表示。因此，描述原子核外某一个电子的运 动状态就要指出，该电子在哪一个电 子层，哪一个原子轨道上，采用哪一 种自旋方式。电子云与原子轨道: 1、电子运动特点：只能通过确定它在原子核外各 处出现的概率，而无法确定某个时刻处于原子核外 空间核处。1s电子在原子核外出现的概率分布图 原子轨道和电子填充顺序 描述多电子原子核外电子的运动状态，需要知 道不
7、同电子层上原子轨道的数目和电子在原子 轨道上的填充顺序。（见下表）电电子 层层原子轨轨道类类型原子轨轨道数目可容纳电纳电 子数11s1222s，2p4（1+3）833s，3p，3d9（1+3+5）1844s，4p，4d， 4f16（ 1+3+5+7）32nn22n2能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数 完成下表：轨道能量高低顺序 1、n相同：nsnpndnf 2、轨道形状相同：1s2s3s4s2p3p4p3d4d 3、 n相同，轨道形状也相同，但空间伸展方 向不同： 2px = 2py = 2pz三、原子核外电子的排布 遵循三大规律 1、能量最低原理。 2、泡利不相容原理（每个原子轨
8、道上最 多只能容纳两个自旋状态不同的电子） 。 3、洪特规则。原子核外电子在能量相同 的各个轨道上排布时，电子尽可能分占 不同的原子轨道，且自旋状态相同，这 样整个原子的能量最低。电子填充的先后顺序（构造原理）： 1s 2s 2p 3s3p4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p表示原子核外电子运动状态的方法 1、原子结构示意图：如氧原子的结构 2、电子排布式： 1s2 2s22p4 3、轨道表示式： 注意事项： 原子实：原子 序数元素 名称元素 符号电子排布 K L M N O1氢H1s1 2氦He1s2 3锂Li1s2 2s1 4铍Be 5硼B1s2 2s22p1 1
9、0氖Ne1s2 2s22p6 11钠Na 12镁Mg1s2 2s22p6 3s2 13铝Al 1、查元素周期表中铜、金、银外围电子排布，它们是否符合构造 原理，你从中总结出什么规律？ 2、元素周期表中钠的电子排布写成Ne3s1，是什么意义？模 仿写出8号、14号、26元素简化的电子排布式？思考：1、Cu：Ar3d104s1 AgKr 4d105s1 AuXe 5d106s1，如Cu 根据构造原理先排4s再排3d，实际上采取了3d全充满，4s 半充满的状态。 2、 稀有气体结构，O：He 2s22p4 Si：Ne 3s23p2 Fe：Ar 3d64s2。 交流：节日焰火与核外电子发生跃迁有关。
10、节日五颜六色的焰火是否是化学变化 ？若不是化学变化，与电子存在什么关 系？ 讨论 :回答:各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙 、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中 ，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了 高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十 分不稳定的，在极短的时间内（约10s）便跃迁 到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以 一定波长的光能形式释放出来。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。 激光的产生与电子跃迁有关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，总称原子光谱光谱分析利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定元素。 阅读科学史话玻尔与光谱。体会“类比”是一种 科学思维方法；体会理论对实验的指导意义。拓展：1、光谱：按一定次序排列的彩色光带 。 2、光谱分析：由于每一种元素都有自己的 特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和 确定它的化学组成。这种方法叫做光谱分析 。3、光谱分析的的原理：利用发射光谱和吸 收光谱。4、光谱分析的应用：发现新元素和研究天 体的化学组成。
