第一节

第一章原子结构与性质第一节原子结构近代科学原子论（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）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一、能层与能级（1）能层在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。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（2）能级表示方法及各能级所容纳的最多电子数：在多电子原子中，同一能层的电子，能量可以不同，还可以把它们分成能级。能层KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…最多容纳电子数226261026101426…281832…数量关系：•第2能层有几个能级？几个原子轨道？最多容纳电子数为多少？•第3能层有几个能级？几个原子轨道？最多容纳电子数为多少？•第n能层有几个能级？几个原子轨道？最多容纳电子数为多少？•能量关系：•不同能层：1s2s3s4s•同一能层：nsnpndnf1．下列叙述正确的是()A．各电子层的原子轨道数按s、p、d的顺序分别为1、3、5B．各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束C．各电子层含有的能级数为n－1D．各电子层含有的原子轨道数为2n22．下列关于电子层与能级的说法中正确的是()A．原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2B．电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数C．同是s能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，但自旋方向相同+624C原子的原子结构示意图仅用能层表示核外电子排布【思考】怎样用能层，能级表示核外电子排布？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OFAl的电子排布式思考：宏观物体的运动特征：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；可以描画它们的运动轨迹。二、电子云与原子轨道⑴核外电子质量小(只有9.11×10-31kg)，运动速率大(近光速)。核外电子运动的特征⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。⑶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的多少(概率)。测不准原理(海森堡)电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。1s电子在原子核外出现的概率分布图核外电子运动状态的描述常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。电子云轮廓图——原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.*能层序数n越大,原子轨道半径越大xyzxyzxyz*P能级的原子轨道是哑铃形的,每个P能级有3个原子轨道,它们的能量相同，相互垂直,分别以Px,Py,PZ表示。P能级的原子轨道图相关概念辨析•①电子云表示的是电子在核外出现概率的形状，不代表运动轨迹。•②小点不表示实际电子，用点的疏密表示出现的概率大小。•③原子轨道是电子云的90%轮廓图，不代表电子的运动轨迹。原子轨道图P能级的原子轨道图d能级的原子轨道图1.下列各电子层中不包含p能级的是A.M电子层B.N电子层C.L电子层D.K电子层2.对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法中正确的是A.电子云形状不同B.原子轨道的对称类型不同C.电子的能量不同D.电子云空间伸展方向不同3.回答下列问题：(1)n＝2的电子层有___个能级，____种形状不同的电子云，有___个原子轨道，最多容纳____个电子。(2)用相应的符号描述主量子数n＝2的所有的原子轨道________________。2s、2px、2py、2pz(3)可正确表示原子轨道的是_____(填字母)。A.2sB.2dC.3pD.3fAC2248基态与激发态相互转化的应用焰色反应基态与激发态的关系原子光谱基态原子激发态原子吸收能量释放能量发射光谱吸收光谱能量较高能量最低焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）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（颜色）的光释放出来。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。焰火呈现五颜六色的原因1.当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下说法正确的是（）A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量D．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量A课堂练习用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，元素的发现等称为光谱分析。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。光谱分析的应用①通过原子光谱发现许多元素。如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的蓝光和红光。又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。4．(1)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：①s能级的原子轨道呈______形，每个s能级有______个原子轨道；p能级的原子轨道呈______形，每个p能级有______个原子轨道。②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与________有关，________越大，原子轨道半径越大。(2)描述一个原子轨道要用________、________、________三个方面。3d能级中原子轨道的电子层数________，该能级的原子轨道最多可以有________个空间伸展方向，最多可容纳________个电子。答案(1)①球1哑铃3②电子层序数电子层序数(2)电子层能级空间伸展方向3510