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1、课 题原子的结构和基本性质实施日程第三、四次课授课时数4学时教学目的掌握原子的结构，熟悉原子轨道能级概念；熟悉原子中电子分布原理；领会原子性质的周期性。教学重点原子轨道能级概念、原子中电子分布、原子性质周期性教学难点原子轨道能级概念，电子分布，原子性质周期性教学方法讲解与举例、讨论、多媒体结合教学条件多媒体教学内容与 过程设计任务原子的结构和基本性质（P13）一、原子轨道能级（波尔原子模型）1、定态轨道氢原子中，电子在核外一定势能范围内运动，运动轨道不是任意的， 电子只能在以原子核为中心的某些能量（En）确定的圆形轨道上运动，这 些轨道的能量状态不随时间而改变，称作为定态轨道，电子在定态轨道上
2、 运动时既不吸收也不释放能量。2、轨道能级的概念不同定态轨道能量是不同的，离核越近则能量越低，电子被束缚越牢， 轨道的这些能量状态，称作为能级。正常状态下，电子尽可能的处于能量 较低的轨道上，此时状态称作为基态，在获得一定能量后可以跃迁到能量 较高的轨道上，此时的状态称为激发态。3、应用范围与局限性适合单电子的原子或离子的光谱现象，但对于多电子原子的原子光谱 不能解释。二、原子结构的近代概念薛定谔建立起描述微观粒子的运动规律的量子力学理论，形成近代原 子结构概念。1、薛定谔方程（不做介绍）2、量子数描述原子中各电子状态，包含电子所处的电子层、轨道能级、形状、 伸展方向和自旋方向，需要四个参数（
3、量子数）主量子数、副量子数、磁 量子数和自旋量子数（1）主量子数（n）主址子SW1 1245i-电子层第-层第二层第三层第四层第五是LM_N0意义：表示电子离核的远近和电子能量的高低.取值：1, 2, 3, 4, . n, 为正整数（自然数），与电子层相对应。教学内容与过程设计（2）副量子数（1）决定了原子轨道的形状.取值：受主量子数n的限制，对于确定的n, 1 可为：0, 1, 2, 3, 4, （n-1）,为n个取值 光谱符号:s, p, d, f, 如：n=3,表示角量子数可取：1 = 0， 1， 2（3）磁量子数（m）m取值受1的影响，对于给定的1 , m可取:凡L 圮, ，” K+1
4、个 值。例如:1 = 3,则 虹队坎口拍21+1 = 1,共7个值。意义：对于形状一 定的轨道（1相同电子轨道）,m决定其空间取向.例如:1 = 1,1有三种空间取向（能量相同，三重简并）。（4）自旋量子数（ms）电子本身的自转，可视为自旋.因为电子有自旋，用Ms表示，取值: 只有两个,+1/2 和-1/2.（电子只有两种自旋方式）通常用“”和“4”表示。注：描述一个电子的运动状态，要用四个量子数:n, l, m和ms。三、原子中电子的分布（一）基本原理（1）能量最低原理电子由能量低的轨道向能量高的轨道排布（电子先填充能量低的轨道， 后填充能量高的轨道。（2）Pauli（保利）不相容原理教学内
5、容与过程设计每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子（即同一原子中没有 运动状态完全相同的电子，亦即无四个量子数完全相同的电子）。（3）Hunt（洪特）规则电子在能量简并的轨道中，要分占各轨道，且保持自旋方向相同。保持 高对称性，以获得稳定.包括：轨道全空，半充满，全充满三种分布。例：“邱（二）多电子原子轨道能级oOO OOO7s 5f6d 7P6s4f5d6pooo4s 3d 4p3s2s3X &7美国著名结构化学家Pauling（鲍林），经过计算，将能量相近的原子轨 道组合，形成能级组.按这种方法，他将整个原子轨道划分成7个能级组： 第一组第二组第三组 第四组 第五组 第六组 第七组
6、1s; 2s 2p; 3s 3p; 4s 3d 4p; 5s 4d 5p; 6s 4f 5d 6p; 7s 5f 6d 7p注1:1、各电子层按能级相对高低从小到大排列为：K, L, M, N, O.；2、同一原子内同一电子层，各亚层之间能级相对高低顺序为：s，p，d，f；3、同一亚层内不同方向能级相同；4、同一原子不同亚层间存在着能级交错。注2：1、鲍林近似能级图只是总结出的一般规律，不可能完全反应每个元素原子 轨道能级的相对高低，所以只有近似意义；2、不能用该能级图比较不同原子轨道能级的相对高低；3、该能级图主要反应外电子层中轨道能级相对高低，不能进一步反应内层 电子轨道能级的相对高低；4
7、、电子在某一轨道上能量与核电荷数有很大关系，与鲍林近似能级图会有 所不同。（三）基态原子中电子分布ill 填充顺序24号 Ci Chromiiun 铭埴充电子时：lsJ2sJ2p峰傩而书写时应为:成福即哇嗓2（1幅1 例：不能写成：心小理诲邹国（四）元素周期系与核外电子分布的关系IH miLiDa帔亟N|0前Hr|F NB3 mMi网町 VIH|SiPIs|d AT削tn|V CT桐网国1侦瞬i Mifar匝就iIreFVb同同届rBLF瓯IIEIIE1r-ih.匝Lu1、元素的分区和族1) s区：皿】最后的电子填在ns上，包括IA IIA ,属于活泼金属，为碱金 属和碱土金属；2) p区严轲
8、1最后的电子填在np上，包括IIIA-VIIA以及0族元素，为 非金属和少数金属；3) d区：SIMmnsi1,最后的电子填在(n-1)d上，包括IIIB-VIIB以及VIII 族元素，为过渡金属；4) ds区：S-lHm】2,(n-1)d全充满，最后的电子填在ns上，包括IB-IIB，过 渡金属(d和ds区金属合起来，为过渡金属)；5) f区：(m2泪或血-1独勺，包括镧系和钢系元素，称为内过渡元素或内过渡 系。镧系：57-74号元素(La-Lu);La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho, Er，Tm，Yb，Lu镧，铈，错，钕，钷，钐，铕，包，铽，镝，钬，铒，铥，镜
9、，镥钢系:89-103号元素(Ar-Lr),均为放射性元素。包括：Ar, Th, Pa, U , Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr钢，钍，镁，铀，镎，钚，镅，铜,锫，锎，锿，镄，钔，锘，镑除钍为外，其余均为仲和迎。2、元素的周期周期数=能级组数，所以共有7个周期E回H第一融8;鼬flstt道,* 两个无素叵|叵画回回回回回四叵圄回国回叵第三颤：3炯，imjp3也噩元素回国回网回向回画园的回成国回画国国画画第四顾：嗨，遍十元素国四圆四匮画画回回四典囚典叵阻网回 叵|画第五潮：遗湖，18个元素La田1Ta|wPt国pnPbBi|PoLacdPrd
10、凤丽1而GdD)OEr国Vb第六JW：膏32个元素mFlW距国四也叵国画画叵Cr的电子结构为：翎判断Cr所在的周期数?由于最后一个电子填在最高的能级组n = 4的4s轨道上，所以,Cr必然为第四周期的元 素。3、元素的族主族:s区+ p区,(ns+np)的电子数=族数,(ns+np)的电子数=8,则 为0族元素。副族:d区：（n-1）d + ns的电子数=族数；（n-1）d + ns的电子数8,则 为VIII族元素.ds区：SI）职全充满，ns中的电子数=族数，如:AtM剜 如中一个电子，为IB族元素.f区：内过渡元素,（心）故g）峪邮，镧系:La-Lu,钢系:Ar-lr。四、原子性质的周期性
11、 （一）原子半径1、共价半径：同种元素的两个原子，以两个电子用共价单键相连时，核间 距的一半，为共价半径.如:H2 X2等同核单键双原子分子，均可测得其共 价半径. 共价检诳=02,地呢？分别为双睡和三健，与此不符.2、金属半径：金属晶体中，金属原子被看为刚性球体，彼此相切，其核间距 的一半，为金属半径.金剧宅I整对于金属也丑：诳切=IMpni, I幻3= LSSpm因金屈晶体中的原子轨道无重叠.3、范德华半径 单原子分子（He，Ne等），原子间靠范德华力，即分子间作用 力结合（未成键），在低温高压下形成晶体，核间距的一半为范德华半径。ffig*Sr,注荒原子间圭相切.敝三件半径以典为是大4、
12、原子半径周期性变化规律同一周期：从左到右随着核电荷数增加对电子的束缚能力加强，原子共价 半径逐渐减小，但在d区元素半径变化规律由于受到外层电子排布因素出 现不完全按规律变化情况；同一族：主族元素从上到下，原子半径显著增大，副族元素略有增大，部 分变化不明显。注：原子半径越大，核对外层电子的引力越弱，就越容易失去外层电子， 但注意难失去电子的不一定就容易得电子。（二）电离能和电子亲和能1、电离能：原子失去电子变成阳离子需要克服核对电子的吸引能量，因而 该能量越小，表明越容易失去电子。2、电子亲和能：原子得到电子变成阴离子释放出的能量，因而该能量表明 能量越小，表明越容易得到电子。3、电负性（x）
13、：某原子难失去电子，不一定容易得到电子，为了比较全 面描述不同元素原子的电子等失能力，鲍林提出了电负性概念，指原子吸 引电子的能力，指定最活泼的F为4.0，计算出其他元素的电负性，因而电 负性越大得电子能力越强。4、变化规律：同一周期：从左至右电负性逐渐增大；同一族：主族自上至下电负性逐渐减小，副族中III-VB变小，VI-IIB变大。（三）元素的氧化数1、氧化数：氧化数是化合物中某元素所带形式电荷的数值，与原子的价电 子数直接相关。2、变化规律_4：宜构|皿于弥日芝成 4 | gijLh ft.TAgTAM, I1 W1 I n*K|HZ村十 mF ,，i ，4J +LAM+， | M | H i*-n it# - hi j.|十4-1询，HIW触 -L.1* H 1I *3|+5-HEIB_VJbl|kMMTiv心好匠41子1913d14 s9眦M+3J.E 63%t（四）元素的金属性和非金属性1、金属性：原子电负性越小，失电子能力越大则金属性越强。2、非金属性：原子电负性越大，得电子能力越大则金属性越强3、变化规律：同一周期，从左至右金属性减弱，非金属性增强同一族：从上至下金属性增强，非金属性减弱。五、总结本任务
