高中化学选修三第一章第一节(人教版选修3)

第一节原子结构第一课时第二课时第三课时第四课时背景知识回顾在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，这种不同的区域称为电子层，也叫能层。1、什么叫电子层？能层？2、原子核外电子排布有哪些规律？(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)。(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个。2、原子核外电子排布有哪些规律？写出1---20号元素的原子结构示意图6开天辟地—原子的诞生宇宙大爆炸一、开天辟地——原子的诞生氢氦锂问题：宇宙大爆炸是怎么回事？物质是由原子构成的，那么原子是怎样诞生的呢？P41．原子的诞生1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论2．宇宙的组成与各元素的含量宇宙氢H：占原子总数的88.6%氦He：约为氢原子数的18两者占宇宙原子总数的99.7%以上其他90多种天然元素的原子总数加起来不足_____1%思考与交流宇宙中最丰富的元素是那一种？宇宙年龄有多大？地球年龄有多大？阅读课本P4宇宙年龄距近约140亿年，地球年龄已有46亿年。地球上的元素绝大多数是_________________(包括稀有气体)仅22种。3．地球的组成元素金属非金属人类认识原子的过程人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。近代原子论发现电子带核原子结构模型轨道原子结构模型电子云模型近代科学原子论（1803年）•一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。•原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿（J.Dalton,1766～1844)道尔顿原子模型原子并不是构成物质的最小微粒——汤姆生发现了电子(1897年)•电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。•汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。英国物理学家汤姆生（J.J.Thomson,1856～1940）汤姆生原子模型汤姆生原子模型汤姆生α粒子散射实验（1909年）——原子有核•卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。•卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,1871～1937)卢瑟福原子模型α粒子散射实验Au卢瑟福原子模型玻尔原子模型（1913年）•玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。•玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。•不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,1885～1962)玻尔原子模型玻尔原子模型（1913年）电子云模型电子云模型（1935年）现代物质结构学说氢原子电子云图原子原子核核外电子质子中子（正电）不显电性（负电）（正电）（不带电）分层排布与物质化学性质密切相关(1)分类依据根据多电子原子的核外电子的__________，将核外电子分成不同的能层。即电子层。能量差异二、能层与能级1．能层能层一二三四五六七……符号____________________________最多电子数_________________________每层所容纳的最多电子数是：______(用n表示，n为能层的序数)。KLMNOPQ……2818325072……2n2(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数依据核外电子的能量不同：离核远近：近远能量高低：低高核外电子分层排布1234567KLMNOPQ（1）各能层最多能容纳2n2个电子。即：能层序号1234567符号KLMNOPQ最多电子数281832507298（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；次外层电子数最多不超过18个；倒数第三层不超过32个。原子核外电子分层排布规律：（3）核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的能层，然后才由里往外，依次排在能量较高能层。而失电子总是先失最外层电子。注意：以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。根据多电子原子中同一能层电子_________的不同，将它们分成不同的能级(s、p、d、f……)。能量2.能级(1)分类依据理论研究还表明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把他们分为能级。就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。能层KLMN……能级____________________……最多容纳的电子数……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f(2)能级的表示方法、及各能级最多容纳的电子数如下：2262610261014281832【学与问】2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（n）间存在什么关系？第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第3能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。以s、p、d、f······排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍!能层最多可容纳的电子数为2n2个。【学与问】1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数（n）间存在什么关系？【学与问】3.英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数是否相同？不同能级中的s级，所容纳的电子数是相同的，但是能量是不同的。在每一个能层中，能级符号的顺序是：ns、np、nf……（n代表能层），任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数：第一能层只有1个能级（1s），第二能层有2个能级（2s和2p），第三能层有3个能级（3s、3p和3d），以次类推，以s、p、d、f……最多可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍①每个能层(n)中，能级符号的顺序是_________________________②任一能层，能级数=______________数③s、p、d、f……最多可容纳的电子数依次是__________________的两倍.ns、np、nd、nf……小结：能层序1357……①能层的能级数等于该能层序数。②任一能层的能级总是从s能级开始。③在每一能层中，能级符号与能量大小的顺序是：ns＜np＜nd＜nf…(1)由K层到Q层，离核由近到远，能量由低到高。(2)E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。(1)能层离核远近与能量高低有何关系？(2)第n能层中的不同能级的能量有何关系？思考感悟【提示】A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．无法确定B练习1：在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()+624C原子的原子结构示意图能表示核外电子排布【思考】怎样用能层，能级表示核外电子排布？练习2：依据以上各能级最多容纳电子数C原子的核外电子排布式可以表示为：1S22S22P2依照上式请书写NOFNaMgAl的电子排布式第二课时如果原子的核外电子完全按能层次序排布，填满一个能层再开始填下一个能层，那么，钾原子的电子排布为什么不是2、8、9，而是2、8、8、1呢？多电子原子的核外电子排布遵循什么规律呢？？在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能量____的能级上，然后依次排在能量________的能级上。低较高1．构造原理(1)含义三、构造原理与电子排布式（2）、构造原理原理示意图随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电子的排布遵循如下图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。构造原理：构造原理原理示意图根据构造原理，电子所排的能级顺序为：____________________________________1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f…【思考】：有何规律？能级交错76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核外电子填充顺序图构造原理：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；规律5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d7p各能层能级能量关系构造原理中排布顺序的实质•(1)相同能层的不同能级的能量高低顺序：•(2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：•(3)不同层不同能级可由下面的公式得出:•-----各能级的能量高低顺序ns＜np＜nd＜nf1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4dns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np(n为能层序数)2、根据2n2的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为。1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：()A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2pC．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习：钙Ca1s22s22p63s23p64s2钙Ca想一想+20第1层第2层第3层K层L层M层2882N层第4层决定电子能量高低的因素有：特别提醒：③在多电子原子中会发生能级交错现象。②能级，在同一能层的不同能级中，s、p、d、f能级能量依次升高；①能层，能级符号相同时，能层数越高，电子能量越高；小结：d能级穿透一个能层，f能级穿透两个能层。将_______上所容纳的电子数标在该能级符___________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢元素的电子排布式为：右上角能级2．电子排布式的书写（1）书写规则原子的电子排布式：氢H钠Na钾K1s22s22p63s11s22s22p63s23p64s11s1原子的简化电子排布：钠Na[Ne]3s1（2）书写原子的电子排布式：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构方括号里的符号的意义是：刚接触此类题目时，若直接书写电子排布式有困难，可先写出原子的原子结构示意图，再据此写出电子排布式，如【规律方法】原子结构示意图电子排布式Li:1s22s1练一练请写出4~10号元素原子的电子排布式。4铍Be5硼B6碳C7氮N8氧O9氟F10氖Ne1s22s21s22s22p11s22s22p21s22s22p31s22s22p41s22s22p51s22s22p6【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电子排布式。Cl:K:26Fe:1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d64s2注意书写：1s22s22p63s23p64s23d6练习：请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式：（1）Ne。（2）S。（3）29Cu。（4）32Ge。1s22s22p61s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s24p2练习：请写出第四周期21—36号元素原子的基态电子排布式。钪Sc：；钛Ti：；钒V：；铬Cr：；锰Mn：；1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s2练习：请写出第四周期21—36号元素原子的基态电子排布式。铁Fe：；钴Co：；镍Ni：；1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s21s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p