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1、原子结构原子结构一、原子的诞生大爆炸大爆炸2h后后大量的氢、少量的氦大量的氢、少量的氦极少量的锂极少量的锂原子核的熔合反应原子核的熔合反应其他元素其他元素第一课时根据构造原理，写出根据构造原理，写出Al、S 、As、V、Mn原子的电子排布式。原子的电子排布式。（基态）（基态）小结：从电子排布式可以看出电子尽先排在能量低的能层里。小结：从电子排布式可以看出电子尽先排在能量低的能层里。在在同一能层同一能层中也是先排在中也是先排在能量低的能级能量低的能级里。里。试根据构造原理写出试根据构造原理写出24Cr 29Cu 47Ag 79Au 的电子排布式。的电子排布式。从元素周期表中查出它们的外围电子排布
2、。对照从元素周期表中查出它们的外围电子排布。对照思考与交流1 1、不符合构造原理。、不符合构造原理。 原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、原因：在同一能级的电子排布全充满或全空状态、 半满状态具有较低的能量和较大的稳定性半满状态具有较低的能量和较大的稳定性 全充满：全充满：p6、d10、f14 全空：全空： p0、d0、f0相对稳定状态：相对稳定状态：对于对于Cr原子而言，外围电子呈原子而言，外围电子呈3d54s1排布时，排布时，3d 、4s轨道轨道上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。上的电子均为半满状态时，整个体系的能量最低。原子实原子实：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已
3、达到稀：电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成有气体结构的部分写成“原子实原子实”。以稀有气体的元素符号。以稀有气体的元素符号外加方括号表示。外加方括号表示。钠钠NaNa的核外电子排布为：的核外电子排布为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 1，其中第其中第1 1、2 2电电子层与原子核组成原子实，也可写作子层与原子核组成原子实，也可写作Ne3sNe3s1 1。 Ne Ne是指与是指与氖氖 Ne Ne（1s1s2 22s2s2 22p2p6 6）的结构相同。的结构相同。钾钾K K的电子排布为：的电子排布为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s
4、3s2 23p3p6 64s4s1 1，也可写作，也可写作Ar4sAr4s1 1。铜铜CuCu为：为：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s1 1，也可写作，也可写作Ar3dAr3d10104s4s1 1。练习：试写出练习：试写出8O、 14Si 、26Fe的简化电子排布式。的简化电子排布式。说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而说明：在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子原子实实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去去“原子实原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主
5、族元素，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）的原子，外围电子又称价电子）如：如：O 2S22P4 Si: 3S23P2 Fe: 3d64S2练习练习1：下列各原子或离子的电子排布式：下列各原子或离子的电子排布式错误的是（错误的是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2 1s22s23p4C. Cl 1s22s22p63s23p6D. Ar 1s22s22p63s23p6BB练习练习2(1)某元素原子的电子排布式为某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p6 则此元素的核电荷数是则此元素的核电荷数是_(2)某元素原子的价电子构型为某元
6、素原子的价电子构型为3s23p4, 则此则此元素在周期表的位置是元素在周期表的位置是_四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的能量处于最低状态处于最低状态2.基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子处于最低能量的处于最低能量的原子叫原子叫基态原子基态原子;当基态原子的电子吸收能量后当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高电子会跃迁到较高能级成为能级成为激发态原子激发态原子。第二课时释放能量释放能量3.基态、激发态相互转化与能量转化的关系基态、激发态相
7、互转化与能量转化的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收能量4.光谱与光谱分析光谱与光谱分析:（1）光谱：）光谱： 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，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。谱总称原子光谱。 二教材二教材5页页 3（2）光谱分析：）光谱分析：利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素如：如：1868年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的鲜年根据太阳光谱中有一条地球已知元素中所没有的鲜黄色的明线，发现了元素氦。
8、黄色的明线，发现了元素氦。五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质质量量很大很大很小很小速速度度较小较小很大（接近光速）很大（接近光速）位位移移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能能量量可测可测轨轨迹迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）用电子云描述用电子云描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述）宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：l可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；运行的速度；l可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的
9、运动轨迹。微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：l核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。l无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。l无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会多少。其在核外空间某处出现的机会多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述l电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。l电子云中的小黑点：电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子,
10、 ,而是而是表示电子在此空间出现的机率。表示电子在此空间出现的机率。 电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。的机会少。S能级的原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图-原子轨道原子轨道S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的. .P P能能级级的的原原子子轨轨道道P P能级的原子轨道是纺锤形的能级的原子轨道是纺锤形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个原子轨道个原子轨道, ,它们它们相互垂直相互垂直, ,分别以分别以P P x x,P,Py y,P,PZ Z表示表示
11、. . s原子轨道是球形对称，原子轨道是球形对称，ns 能级各有能级各有1个轨道（既只有一个伸展方向）个轨道（既只有一个伸展方向）p原子轨道是是原子轨道是是纺锤形的，纺锤形的，npnp能级各有能级各有3个轨道（既有三个伸展方向）个轨道（既有三个伸展方向）d原子轨道是花瓣形的，原子轨道是花瓣形的，nd能级各有能级各有5个轨道（既有五个伸展方向）个轨道（既有五个伸展方向） f原子轨道形状复杂，原子轨道形状复杂，nf能级各有能级各有7个轨道（既有七个伸展方向）个轨道（既有七个伸展方向）说明：说明：（1）能层序数越大，原子轨道的半径越大。）能层序数越大，原子轨道的半径越大。（2）不同能层的同种能级的原
12、子轨道形状相似，只是半径不同。）不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同。小结：小结：在多电子原子中，电子填充原子轨道时，能量高低有如下规律：在多电子原子中，电子填充原子轨道时，能量高低有如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量高低：）相同能层上原子轨道能量高低：nsnpndnf（2）形状相同的原子轨道能量高低：）形状相同的原子轨道能量高低：1s2s3s4s（3）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：）能层和形状都相同的原子轨道能量相等：如：2Px=2Py=2Pz（4）各能级能量高低：）各能级能量高低：ns(n-2)f(n-1)dnp(4)轨道表示式：轨道表示式：第三课时1 1、S
13、S、P P、d d、f f能级分别有多少个轨道，每能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方向怎样？向怎样？4 4、举例说明泡利原理：、举例说明泡利原理：5 5、举例说明洪特规则：、举例说明洪特规则：科学研究科学研究阅读课文阅读课文P12,P12,讨论下列问题讨论下列问题 S p d f能级分别有能级分别有1 1、3 3、5 5、7 7个个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为2 2个，个，且自旋方向相反。每个能级最多容纳的电且自旋方向相反。每个能级最多容纳的电子数分别是子数分别是1 1、3 3、5 5、7 7
14、的的2 2倍。倍。 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。道），而且自旋方向相同。课堂练习用轨道表示式表示出铁原子用轨道表示式表示出铁原子的核外电子排布的核外电子排布洪特规则洪特规则泡利原理能量最低原理能量最低原理练习：练习：1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ）A原原子子核核外外的的电电子子象象云云雾雾一一样样笼笼罩罩在在原原子子核核周周围围，故故称称电电子云子云Bs能能级级的的原原子子轨轨道道呈呈球球形形，处处
15、在在该该轨轨道道上上的的电电子子只只能能在在球球壳内运动壳内运动Cp能能级级的的原原子子轨轨道道呈呈纺纺锤锤形形，随随着着能能层层的的增增加加，p能能级级原原子轨道也在增多子轨道也在增多D与与s电电子子原原子子轨轨道道相相同同，p电电子子原原子子轨轨道道的的平平均均半半径径随随能能层的增大而增大层的增大而增大 分析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子分析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故裹，故选项选项A错误错误。原子轨道是电子出现的概率约为。原子轨道是电子出现的概率约
16、为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故此区域外出现的机会少，故选项选项B错误错误。 D2 若某基态原子的外围电子排布为若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的，则下列说法正确的A该元素基态原子中共有该元素基态原子中共有3个电子个电子 B该元素原子核外有该元素原子核外有5个电子层个电子层C该元素原子最外层共有该元素原子最外层共有3个电子个电子D该元素原子该元素原子M能层共有能层共有8个电子个电子B3下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（
17、 ）A B C DD 4对对充充有有氖氖气气的的霓霓虹虹灯灯管管通通电电，灯灯管管发发出出红红色色光光。产产生生这这一一现象的主要原因（现象的主要原因（ ）A电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C氖原子获得电子后转变成发出红光的物质氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 A5电电子子由由3d能能级级跃跃迁迁至至4p能能级级时时，可可通通过过光光谱谱仪仪直直接接摄摄取取
18、（ ）A电子的运动轨迹图像电子的运动轨迹图像 B原子的吸收光谱原子的吸收光谱C电子体积大小的图像电子体积大小的图像 D原子的发射光谱原子的发射光谱B 下下 图图 是是 锂锂 、 氦氦 、 汞汞 的的 吸吸 收收 光光 谱谱 和和 发发 射射 光光 谱谱 。 其其 中中 图图_是是 原原 子子 由由 基基 态态 转转 化化 为为 激激 发发 态态 时时 的的 光光 谱谱 ， 图图_是是原原子子由由激激发发态态转转化化为为基基态态时时的的光光谱谱。不不同同元元素素的的原原子子光光谱谱上上的的特特征征谱谱线线不不同同，请请在在下下图图中中用用线线段段将将同同种种元元素素的的吸吸收收光光谱和发射光谱连
19、接。谱和发射光谱连接。 5按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。 A的的原原子子中中只只有有一一个个能能层层且且只只含含1 个个电电子子；B的的原原子子3p轨轨道道上上得得到到1个个电电子子后后不不能能再再容容纳纳外外来来电电子子；C的的原原子子的的2p轨轨道道上上有有1个个电电子子的的自自旋旋方方向向与与其其它它电电子子的的自自旋旋方方向向相相反反；D的的原原子子第第三三能能层层上上有有8个个电电子子，第第四四能层上只有能层上只有1个电子；个电子；E原子的外围电子排布为原子的外围电子排布为3s23p6。 （1）写写出出
20、由由A、B、C、D中中的的三三种种元元素素组组成成的的化化合合物物的的化化学学式式（至至少写出少写出5个）：个）： ； （2）写写出出用用上上述述元元素素组组成成的的物物质质制制得得A的的单单质质的的化化学学方方程程式式（至至少写出少写出2个）：个）： 、 ； （3）检检验验某某溶溶液液中中是是否否含含有有D+的的离离子子，可可通通过过_反反应应来来实实现；现； 检检验验某某溶溶液液中中是是否否含含有有B的的离离子子，通通常常所所用用的的试试剂剂是是_和和_。 （4）写写出出E的的元元素素符符号号_，要要证证明明太太阳阳上上是是否否含含有有E元元素素，可可采采用用的方法是的方法是_。（1）KO
21、H、KClO、KClO3、HClO、HClO3等等（2）2H2O 2H2+O2 2K+2H2O=2KOH+H2 （3）焰色）焰色 AgNO3、稀、稀HNO3 （4）Ar 对太阳光进行光谱分析对太阳光进行光谱分析6 6、下图中，能正确表示基态硅原子的是（、下图中，能正确表示基态硅原子的是（ ） A B C DA 7人人们们常常将将在在同同一一原原子子轨轨道道上上运运动动的的，自自旋旋方方向向相相反反的的2个个电电子子，称称为为“电电子子对对”；将将在在同同一一原原子子轨轨道道上上运运动动的的单单个个电电子子，称称为为“未未成成对对电电子子”。以以下下有有关关主主族族元元素素原原子子的的“未未成成
22、对对电电子子”的的说说法，错误的是（法，错误的是（ ）A核核外外电电子子数数为为奇奇数数的的基基态态原原子子, ,其其原原子子轨轨道道中中一一定定含含有有“未未成成对对电电子子” B核核外外电电子子数数为为偶偶数数的的基基态态原原子子, ,其其原原子子轨轨道道中中一一定定不不含含“未未成成对对电电子子” C核核外外电电子子数数为为偶偶数数的的基基态态原原子子, ,其其原原子子轨轨道道中中可可能能含含有有“未未成成对对电电子子”D核核外外电电子子数数为为奇奇数数的的基基态态原原子子, ,其其原原子子轨轨道道中中可可能能不不含含“未未成成对对电电子子”8当当碳碳原原子子的的核核外外电电子子排排布布
23、由由 转转变变为为 时时，下下列列说说法法正正确的是（确的是（ ） A碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量 D碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量 AC9“9“各各能能级级最最多多容容纳纳的的电电子子数数，是是该该能能级级原原子子轨轨道道数数的的二二倍倍”，支支撑撑这这一一结论的理论是（结论的理论是（ ） A构造原理构造原理 B泡利原理泡利原理 C洪特规则洪特规则 D能量最低原理能量最低原理B1010电子排布在同一能级时，总是（电子排布在同一能级时，总是（ ） A优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同B优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反C自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同D自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反A
