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1、人教版高中化学选择性必修2第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节 原子结构1.1.1 能层与能级、基态与激发态、原子光谱、电子云与原子轨道宇宙大爆炸宇宙大爆炸1.化学变化中最小的微粒是什么？2.原子能否再分呢？原子如何构成？3.原子核的构成如何？原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子质量数（）质子数（）中子数（）质量数（）质子数（）中子数（）原子原子原子核原子核核外电子：核外电子：质子：质子：中子：中子：（）个（）个个个个个核电荷数（）核内质子数核外电子数原子序数核电荷数（）核内质子数核外电子数原子序数原子：原子：1 1、原子的定义：、原子的定义：化学反应中化学反应中的
2、最小微粒的最小微粒。2 2、原子的结构、原子的结构XAZbn m m知识回顾不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型时间或年时间或年代代18031803年年19031903年年19111911年年19131913年年2020世纪世纪2020年代年代中期中期原子结构原子结构模型模型模型模型名称名称 相关科学相关科学家家道尔顿道尔顿葡萄干葡萄干布丁模布丁模型型汤姆孙汤姆孙核式核式模型模型卢瑟福卢瑟福电子分层电子分层排布模型排布模型玻尔玻尔量子力学量子力学模型模型实心球实心球原子模原子模型型薛定谔薛定谔1.1.能层能层（电子层）（电子层）(1)(1)(1)(1)分类依据：分类依据：分类依据：分类
3、依据：在多电子的原子里核外电子的能量不在多电子的原子里核外电子的能量不同，同，根据核外电子的根据核外电子的能量差异能量差异，将核外电子分成不，将核外电子分成不同的能层，即电子层。同的能层，即电子层。(2)(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数能层的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2=2128=22218=23232=24250=25272=26298=272一、能层与能级一、能层与能级能量规律：能量规律：a.原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的电子层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的电子层。b.能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺
4、序为E(K)E(L)E(M)E(N)E(O)E(P)E(Q)。数量规律：数量规律：a.每层容纳的电子数不超过2n2b.最外层电子数不超过8(K层为最外层时，电子数不超过2)c.次外层电子数不超过18d.倒数第三层电子数不超过32一、能层与能级一、能层与能级2.2.能能级级（电子亚层）（电子亚层）(2)能级符号和所能容纳的最多电子数(1)多电子原子中,同一能层的电子，能量也可能不同，把它们分为不同的能级（也叫电子亚层），分别用字母s、p、d、f等表示。能层能层KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p 最多电子数226261026101426一、能层与能级一、能层与能级相同能
5、层，不同能级：nsnpndnf一、能层与能级一、能层与能级(3)(3)能层和能级的能层和能级的能量关系能量关系不同能层，同一能级：1s2s3s4s，2p3p4p5p(4)(4)能层和能级的数量关系能层和能级的数量关系：a.任一能层，能级从s开始，能级数=能层序数；b.各能层的能级按照s、p、d、f排序，依次容纳的电子数为1、3、5、7的2倍；c.每个能层最多容纳的电子数为2n2；d.不同能层，能级符号相同的不同能级，最多容纳的电子数相同。能层、能级都相同的各原子轨道能量相等：2px=2py=2pz易错警示易错警示 能层与能级的认识误区能层与能级的认识误区(1)任何能层均含有s能级，但不是任何能
6、层均含有s、p、d、f能级。(2)能层就是电子层，各能层具有的能级数等于能层序数，例如：K层只有1s能级；L层有2s、2p两个能级等。(3)从第3能层(M层)开始出现d能级，且3d能级的能量大于4s能级。一、能层与能级一、能层与能级能层、能级与最多容纳的电子数、能量之间的关系能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级1s2s 2p 3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳电子数2262610261014228183250离核远近由近到远不同能层能量逐渐增大同一能层各能级的能量逐渐增大基态原子基态原子:处于最低能量状态的原子，基态原子稳定。激发态原子激发态原子:当基态原子的电子吸收能量后，电
7、子会跃迁到较高的能级，变成激发态原子。激发态原子不稳定，又跃迁回较低能级，并释放能量。原子原子基态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量处于最低能量处于最低能量处于较高能量处于较高能量二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱光（辐射）是电子跃迁光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。释放能量的重要形式。1.基态与激发态基态与激发态2.光谱：按照一定能量次序排列的光带（可见光光谱、红外光谱、紫外光谱）光谱：按照一定能量次序排列的光带（可见光光谱、红外光谱、紫外光谱）二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、
8、氦、汞的发射光谱特征特征:黑底彩线黑底彩线,线状不连续线状不连续特征特征:彩底黑线彩底黑线,线状不连续线状不连续不同元素的原子发生跃迁时会吸收吸收或释放释放不同的光，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。3.原子光谱原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱光谱分析:现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。原子光谱的成因与分类3.原子光谱原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱(1)(1)电子跃迁的能量变化与可见现象电子跃迁的能量变化与可见现象激发态原子不稳定,电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至
9、基态时,将释放能量。光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一。霓虹灯光、激光、焰火等可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。霓虹灯发光的原理：霓虹灯发光的原理：充有氖气的霓虹灯，通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高能级上的电子会很快地以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段。二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱(1)(1)电子跃迁的能量变化与可见现象电子跃迁的能量变化与可见现象激发态原子不稳定,电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时,将释放能量。光(辐射)是电子跃
10、迁释放能量的重要形式之一。霓虹灯光、激光、焰火等可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。金属元素的焰色成因：金属元素的焰色成因：金属原子中,核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。灼(燃)烧时,电子获得能量,能量较低的电子发生跃迁,从基态变为激发态。随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态,便以光(辐射)的形式释放能量,形成不同的焰色。二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱规律小结 1.焰色试验只是激发态原子核外电子的一种能量释放形式,当电子从激发态跃迁到基态时,其多余的能量以特定波长的光的形式释放出去,也可称之为发射光谱,是元素检验的一种有效的方
11、法。2.电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子时发生的是化学变化。3.一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道1.概率密度1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积 概率密度：=氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图 小点是1s电子在原子核外出现外出现的概率密度的形象描述 小点越密，表明概率
12、密度越大三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道2.电子云：核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述。电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 电子云轮廓图的绘制过程三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道3.电子云轮廓图：绘制电子云轮廓图的目的是表示的形状,对核外电子的 有一个形象化的简便描述。绘制电子云轮廓图时,把电子在原子核外空间出现概率P=的空间圈出来。电子云轮廓空间运动状态90%原子轨道三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道s原子轨道呈_形对称，即在空间有_个伸展方向，故s轨道只有_个轨道。球11(1)所有原子
13、的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,只是球半径不同同一原子的能层越高，s电子云半径越大三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道P轨道呈_形，P轨道在空间有_个互相垂直的伸展方向，包括_、_、_共_个轨道。哑铃3px3(2)p电子云的形状是哑铃状，有3个互向垂直电子云分别称为Px、Py、Pzpypz三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道(3)d电子云的形状更复杂，不做研究三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道ns能级各有 个轨道，np能级各有 个轨道，nd能级各有 个轨道，nf能级各有 个轨道。1573能层数KLMNOPQn能级数1234567轨道数14916253649nn23.原子
14、轨道：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。1.找出下列条件下能级的数目，并写出其能级符号：A.n=1B.n=2C.n=3 D.n=42.找出下列条件下原子轨道的数目，并写出其能级符号：A.n=1B.n=2C.n=3 11s22s2p33s3p3d44s4p4d4f11s42s2p(2px2py2pz)93s3p(3px3py3pz)3d(5种种)三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道三、电子云与原子轨道3.下列轨道含有轨道数目为3的是()A、1s B、2p C、3p D、4d 4.3d轨道中最多容纳电子数为()A、2 B、10 C、14 D、185
15、.第三电子层含有的轨道数为()A、3 B、5 C、7 D、9 6.第三能层中能量最高的轨道是()A、3S B、3p C、3d D、3f BCBDC授课人：长沙县实验中学授课人：长沙县实验中学 王王 姣姣人教版高中化学选择性必修2第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节 原子结构1.1.2 构造原理与电子排布式一、一、构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式1.1.构造原理构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。每一行对应一个能层每一行对应一个能层每一小圈对应一个能级每一小圈对应一个能级各各圆圈间圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增
16、连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填入能级的顺序加的电子填入能级的顺序1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d构造原理规律：构造原理规律：ns(n-2)f(n-1)dnp核核外外电电子子填填充充顺顺序序图图一、一、构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺序即电子能量由低到高的顺序，即EnsE(n-2)fE(n-1)dEnp能级交错：随着电荷数递增，电子并不总是填满一随着电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，电子按个能层后再开始填入下一个能层的，电子按能量由能量由低到高低到高的顺序填充的现象。的顺序填充的现象。源于光谱学事实构造理论是一个思维模型，是个构造理论是一个思维模型，是个假想过程假想过程能量顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p一、一、构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式构造原理中排布顺序的实质构造原理中排布顺序的实质 各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 (1)相同能层的不同能级的能量高低顺序：(2)英文
