第一章--原子结构与性质

好好学习，天天向上！选修3《物质结构与性质》第一章原子结构与性质第一节原子结构（第1课时）【教学目标】1.了解人类认识原子的历史2.理解能层能级的概念，以及它们之间的关系问题：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？P4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？氢元素是宇宙中最丰富的元素，占88.6%（氦约为氢的1／8），另外还有90多种元素，它们的原子总数加起来不足1%。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金属，非金属仅22种。阅读课本P4一、开天辟地—原子的诞生一颗原子的时空之旅————从大爆炸到生命诞生的故事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二、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1234567KLMNOPQ（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…【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？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？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!【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。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…总结：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Wan？完≠玩千万别头痛！啃掉硬骨头！好好学习，天天向上！第一章原子结构与性质第一节原子结构（第2课时）【教学目标】1.能根据构造原理用电子排布式表示1-36原子核外电子的排布问题探究根据已有知识，试写出K原子的可能电子排布式与原子结构示意图？猜想一：1s22s22p63s23p63d1猜想二：1s22s22p63s23p64s1三、构造原理与电子排布式构造原理：P5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右图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。【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；7s5f6d问题解释：猜想一：1s22s22p63s23p63d1猜想二：1s22s22p63s23p64s1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4、电子排布式：氢H钠Na铝Al1s22s22p63s11s22s22p63s23p11s1用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。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：；铁Fe：；钴Co：；镍Ni：；1s22s22p63s23p63d14s21s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d34s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d54s21s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d84s2练习：请写出第四周期21—36号元素原子的基态电子排布式。铜Cu：；锌Zn：；镓Ga：；锗Ge：；砷As：；硒Se：；溴Br：；氪Kr：；1s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d104s21s22s22p63s23p63d104s24p11s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p31s22s22p63s23p63d104s24p41s22s22p63s23p63d104s24p51s22s22p63s23p63d104s24p6P7【思考与交流】11s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s124号铬：29号铜：练习：1～36号元素中是否都遵循构造原理？举出能否具体的例子？注意原子的简化电子排布：原子实[Ne]3s1练习：写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗？上式方括号里的符号的意义是：该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构Na的简化电子排布：[He]2s22p4[Ne]3s23p2[Ar]3d64s2O：Si：Fe：P7【思考与交流】2下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A.Ca2+1s22s22p63s23p6B.O2-1s22s23p4C.Cl-1s22s22p63s23p5D.Ar1s22s22p63s23p6BC练习1：练习2：1.电子排布式为1s22s22p63s23p6某原子，则该元素的核电荷数是____________2.某元素原子的价电子构型为3s23p4,则此元素在周期表的位置是____________18第3周期，第VIA族4．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是()A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d)C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d)D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)3．一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是()A+1B+2C+3D-1CA5.下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A.Al1s22s22p63s23p1B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6D.Si1s22s22p26.下列表达方式错误的是()A.甲烷的电子式B.氟化钠的电子式C.硫离子的核外电子排布式1s22s22p63s23p4D.碳－12原子符号126CDC小结元素符号电子式电子排布式结构示意图简化的电子排布式外围电子排布式CaWan？完≠玩第一章原子结构与性质第一节原子结构（第3课时）【教学目标】1.理解能量最低原理，及其运用2.了解原子核外电子再一定条件下会发生跃迁，了解其简单运用四.能量最低原理、基态与激发态、光谱能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。基态原子:处于最低能量的原子(稳定)电子放出能量↓电子吸收能量激发态原子:基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级,变为激发态原子。(不稳定)↓如：Na1s22s22p63s1如：Na1s22s22p63p1【阅读】P7四第一段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基态与激发态相互转化的应用焰色反应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处于最低能量的原子________________________________________________________,简称能量最低原理。_________________