第一章原子结构与性质 第一节原子结构

人类探索物质结构的历史 原子结构的衍变过程 1.德谟克利特的古代原子学说 2.道尔顿的近代原子学说（模型） 3.汤姆生原子模型 4.卢瑟福原子模型 5.玻尔原 子模型 6.电子云模型

1．公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。

2．19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。 二教P1有填空题，讨论道尔顿原子论的三点主要内容。

道尔顿原子学说 1、一切物质都是由不可见的、不可分割的原子组成，原子不可自生自灭 2、同种类的原子在质量、形状和性质上完全相同，不同种类的原子则不同 3、每一种物质都是由它自己的原子构成。单质是由简单原子组成，化合物是由复杂原子组成。复杂原子的质量等于组成它的简单原子的质量总和。

3．1897年英国科学家汤姆生发现了电子。 原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子

4．1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型

5．1913年，丹麦科学家玻尔—核外电子分层排布的原子结构模型

6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家薛定谔等人以量子力学为基础—电子云模型

一 、开天辟地—原子的诞生 现代大爆炸宇宙学理论——

1、 氢元素是宇宙中最丰富的元素。 2、宇宙年龄距今约140亿年， 地球年龄已有46亿年。 3、地球上的元素绝大多数是金属， 非金属仅有22种。

二、能层与能级 1.能层：（即电子层） 1 2 3 4 5 … n K L M N O 2n2 按原子核外电子能量的差异，可以将核外电子分为不同的能层．即电子层。 能层 1 2 3 4 5 … n 符号 K L M N O 最多电子数 2×12 2×22 2×32 2×42 2×52 2n2

2、能级: （既电子亚层） 在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级．（既亚层） 规定：任一能层的能级总是从 s 能级开始， 依次称p、d、f、g能级…… 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … 最多 电子 数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14

注意 1、每一个能层最多可容纳的电子数 （2n2 ） 2、所含能级个数＝能层序数 n 3．在同一个原子中，能层越小能量 越低 。在同一能层中，各能级的能量按s、p、d、f的次序增高

3、不同能层中的s、p、d、f、g能级最多能容纳的电子数是相同的，各为：

原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充 三、构造原理 原子核外电子排布必须遵循一定的能级顺序进行填充 —构造原理

核外电子排布的构造原理图 1s---2s---2p---3s---3p---4s----3d--4p---5s---4d---- 存在着能级交错

★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， 简称能量最低原理 练习： 试书写N、Cl、K、26Fe原子 的 核外电子排布式

思考与交流 电子排布式可以简化，如可以把钠的电子排布式写成【Ne】3s1。试问：上式方括号中的符号的意义是什么？你能仿照钠原子的简化电子排布式写出O、Si、Fe的简化电子排布式吗？

16S 21Sc 26Fe 34Se 练习： 1、 比较下列能级大小 2p 3s 3d 4s 4f 5d 4f 6s 5d 6s 3d 4p < < > > > < 2、 写出下列物质的电子排布式并画出原子结构示意图 。 16S 21Sc 26Fe 34Se

16S： 1s2 2s2 2p6 3s23p4 [Ne] 3s23p4 [Ar] 3d14s2 21Sc： 1s2 2s2 2p6 3s23p63d1 4s2 [Ar] 3d64s2 26Fe： 1s2 2s2 2p6 3s23p63d6 4s2 34Se： 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p4 [Ar] 3d104s24p4 外围电子排布式 （特征电子排布式） 简化式

课堂练习 １．道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子——分子学说的观点看，你认为不正确的是（ ） A 只有① 　　　 B 只有② C 只有③ 　　　 D ①②③ D

越低 增大 。 ２．在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量 。在同一能层中，各能级的能量按s、p、d、f的次序 ３．理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为 。 越低 增大 。 3S 3P 3d

BD 5.书写下列原子的电子排布式 S Fe Sc V Se Ga Br 4.下列各原子的电子排布正确的是 A. Be 1s22s12p1 B. C 1s22s22p2 C. He 1s12s1 D. Cl 1s22s22p63s23p5 BD 5.书写下列原子的电子排布式 S Fe Sc V Se Ga Br

D 6．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ） A. Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6 6．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ） A. Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6 C. Na+ 1s22s22p6 D. Si 1s22s22p2 D

第二课时

四、基态与激发态、原子光谱

2．基态原子与激发态原子 1、能量最低原理： 表现为光的形式 处于最低能量的原子叫做基态原子 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量 表现为光的形式

可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析 用光谱仪摄取 得到各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱 可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析

课堂练习 1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2） 1s22s2 2p63p1属于基态； 3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 答案： (1) ×(2) ×(3)√

五、电子云与原子轨道 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。

测不准 微观物体的运动特征： 1.电子的质量很小，只有9.11×10-31千克； 2.核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）； 3.电子的运动速度很大； 测不准

图中 表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次

电子云的意义：小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。

1s电子在原子核外出现的概率分布图 2.原子轨道 　　量子力学中将电子出现概率在90%之内的空间的电子云轮廓图称为“原子轨道”

(1)S能级的原子轨道（电子云）形状 是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向 能级序数越大，原子轨道半径也越大

(2)P能级原子轨道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方向是互相垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。 P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大

P能级原子轨道的形状

（1）泡利原理:每个轨道中最多容纳2个电子，且自旋方向相反。 六、泡利原理与洪特规则: （1）泡利原理:每个轨道中最多容纳2个电子，且自旋方向相反。

不同能级中的轨道数：s1 p 3 d5 f 7 g 9 n2 第n能层有n个能级，有 个原子轨道，最多容纳 个电子 2n2

轨道表示式(电子排布图) 1s22s22p63s2 电子排布图 轨道表示式：用每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子的式子。 如：氖原子的轨道表示式 写出镁原子的电子排布式、电子排布图 1s22s22p63s2 电子排布式 电子排布图

2.洪特规则 3.补充规则 全充满（p6，d10，f14） 全空时（p0，d0，f0） 半充满（p3，d5，f7） 电子排布在同一能级时，总优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。 3.补充规则 全充满（p6，d10，f14） 全空时（p0，d0，f0） 相对稳定的状态 半充满（p3，d5，f7） 如：24Cr原子的电子排布式: 1s22s22p63s23p63d54s1 不是3d44s2

科学探究:观察课本P12－－图1-14。

A A A B C A B Cr Cu 下列电子排布图中哪个是碳的？ 下列电子排布图中哪个是硼的？ 当同一能级的电子排布为全充满、半充满状态时具有较低的能量和较大的稳定性。 Cr Cu

原子轨道 电子在原子核外的一个运动空间状态 阅读课本11页表1-2 s p f d

原子轨道的空间取向

多电子原子中的能级图

注意

1 2 3 4 n 能层 原子轨道类型 原子轨道数目 可容纳电子数 1s 1 2 8 2s，2p 4 18 3s,3p,3d 9 32 4s,4p,4d,4f 16 2n2 —— n2

小结： 1、各原子轨道的能量高低比较 2、电子云和原子轨道 3、核外电子排布规则: 4、核外电子排布图 （1）ns<np<nd<nf （2）1s<2s<3s<4s （3）同一能层同一能级的各原子轨道能量相等： 2Px＝2Py＝2Pz 2、电子云和原子轨道 3、核外电子排布规则: （1）能量最低原理 （2）泡利不相容原理 （3）洪特规则 4、核外电子排布图

D 练习 1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ） A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 1、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ） A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多 D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大 D

A 2．下列有关认识正确的是（ ） A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f 的 顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始至f 能级结束 C．各能层含有的能级数为n—1个 D．各能层含有的电子数为2n2

C A．1s、2p、3d、4s B．1s、2s、3s、2p C．2s、2p、3s、3p D．4p、3d、4s、3p 3．按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（ ） A．1s、2p、3d、4s B．1s、2s、3s、2p C．2s、2p、3s、3p D．4p、3d、4s、3p C

A 6．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 B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反 6．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 B．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，且自旋方相反

B 4．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是（ ） A．构造原理 B．泡利原理 C．洪特规则 4．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是（ ） A．构造原理 B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理 B