化学选修3《原子结构》课件PPT资料.ppt

1、2 21919世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出近代原子学说，他提出近代原子学说，他 认为原子是微小的不可分割的实心球体。认为原子是微小的不可分割的实心球体。近代原子学说的创立道尔顿原子学说道尔顿原子学说（1 1）、一切物质都是由不可见的、不可分割的）、一切物质都是由不可见的、不可分割的原子组成，原子不可自生自灭原子组成，原子不可自生自灭（2 2）、同种类的原子在质量、形状和性质上完全）、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相同，不同种类的原子则不同（3 3）、每一种物质都是由它自己的原子构成。单）、每一种物质都是由它自己的原子构成。单质是由简单原子

2、组成，化合物是由复杂原子组成。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复杂原子的质量等于组成它的简单原子的质量总和。和。18971897年，英国科学家汤姆生发现了电子，年，英国科学家汤姆生发现了电子，19041904年他年他提出，原子好像一个带正电荷的球，电子作为点电提出，原子好像一个带正电荷的球，电子作为点电荷镶嵌在球中间。这是他解释元素化学性质发生规荷镶嵌在球中间。这是他解释元素化学性质发生规律性变化而反复思考得出的。律性变化而反复思考得出的。英籍新西兰科学家卢瑟福E.Rutherford,187119374 4：原：原 子子 核核 的的 发发

3、 现现 19111911年前后，新西兰物理学家年前后，新西兰物理学家卢瑟福把一束高速运动卢瑟福把一束高速运动的的粒子（质量数为粒子（质量数为4 4带带2 2个正电荷的氦原子）射向一片个正电荷的氦原子）射向一片极薄的金箔，他惊奇的发现，过去一直认为原子是极薄的金箔，他惊奇的发现，过去一直认为原子是“实实心球心球”，由这些实心球紧密排列而成的金箔，竟有大多，由这些实心球紧密排列而成的金箔，竟有大多数数粒子没有改变方向，如入无人之境畅通无阻，就像粒子没有改变方向，如入无人之境畅通无阻，就像金箔不存在一样。只有很少部分金箔不存在一样。只有很少部分粒子通过时发生偏移粒子通过时发生偏移或直线弹回。根据以上

4、现象讨论：或直线弹回。大多数大多数粒子通过说明了什么？粒子通过说明了什么？少数少数粒子偏移或直线弹回说明了什么？粒子偏移或直线弹回说明了什么？原子不是实心球，原子内部是原子不是实心球，原子内部是“空旷空旷”的的金箔内部有带金箔内部有带正正电荷的粒子存在，且集中在一个很小电荷的粒子存在，且集中在一个很小的核心上（称作原子核）；所带的正电荷数大于的核心上（称作原子核）；所带的正电荷数大于粒子；粒子；质量大于质量大于粒子。粒子。19131913年，丹麦科学家年，丹麦科学家玻尔玻尔核外电子分层排布的原子结核外电子分层排布的原子结构模型构模型5：波尔原子模型6 62020世纪世纪2020年代中期，奥地利

5、物理学家年代中期，奥地利物理学家薛定薛定谔谔等人以等人以量子力学量子力学为基础为基础电子云电子云模型模型近近代代原原子子论论发发现现电电子子带带核核原原子子结结构构模模型型原原子子轨轨道道结结构构模模型型电电子子云云模模型型 科学家们经过近一个世纪的研究，已经基本揭开了原子结构的面纱小结：人小结：人类探索物质结构的历史类探索物质结构的历史德谟克利特德谟克利特的古代原子学说的古代原子学说道尔顿道尔顿的近代原子学说（模型）的近代原子学说（模型）汤姆生汤姆生原子模型原子模型卢瑟福卢瑟福原子模型原子模型玻尔玻尔原子模型原子模型薛定谔薛定谔电子云电子云模型模型原子结构的衍变过程原子结构的衍变过程二二 、

6、开天辟地、开天辟地原子的诞生原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论现代大爆炸宇宙学理论 宇宙诞生于约宇宙诞生于约140140亿年前的一次大爆炸亿年前的一次大爆炸 大爆炸后约大爆炸后约2 2小时，诞生了大量的小时，诞生了大量的H H，少量的，少量的HeHe和极少量的和极少量的LiLi我们今天熟悉的各种元素（原子），都是从我们今天熟悉的各种元素（原子），都是从那时起经历了漫长复杂的物理化学变化，分批分那时起经历了漫长复杂的物理化学变化，分批分期合成而来的期合成而来的1 1氢元素是宇宙中最丰富的元素。氢元素是宇宙中最丰富的元素。2 2宇宙年龄距今约宇宙年龄距今约140140亿年，地球年龄已有亿年，地球年龄已

7、有4646亿年亿年3 3地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅有地球上的元素绝大多数是金属，非金属仅有2222种种数量关系数量关系：核电荷数：核电荷数（Z Z）=）=核内质子数核内质子数 =核外电子数核外电子数质量关系质量关系：质量数（：质量数（A A）=质子数（质子数（Z Z）+中子数（中子数（N N）原子核原子核核外电子核外电子Z个个质子质子Z个个中子中子（AZ）个个原子原子 XA Z三三.原子结构原子结构质量数：对质子和中子的相对质量取整数相加的数值，质量数：对质子和中子的相对质量取整数相加的数值，即即近似原子量近似原子量电性关系：原子：电性关系：质子数核外电子数质子数核外电子数（几乎集中

8、原子的全部质量）（其运动空间几乎占据了原子的整个体积）构成原子的构成原子的粒子粒子电电 子子原原 子子 核核质子质子中子中子电性和电量电性和电量一一个个电电子子带带一一个个单单位位负负电电荷荷,电电量量为为1.610-19C一一个个质质子子带带一一个个单单位位正正电荷电荷不显电性不显电性质量质量（kg）9.10910-311.67310-271.67510-27相对质量相对质量1/18361.0071.008原子构成的粒子及其性质原子构成的粒子及其性质原子质量主要集中在原子核上。原子质量主要集中在原子核上。原子核体积很小，只占原子体积的几亿分之一原子核体积很小，只占原子体积的几亿分之一【说明说

9、明】：原子不是实心球体，在原子核外有一个原子不是实心球体，在原子核外有一个“很大很大”的空间的空间 供电子作高速运动。供电子作高速运动。原子核与电子之间既存在吸引力，又存在排斥力。当达原子核与电子之间既存在吸引力，又存在排斥力。当达 到平衡时，电子既不会飞离出去，又不会紧贴在原子核到平衡时，电子既不会飞离出去，又不会紧贴在原子核上。上。不是任何原子都由质子不是任何原子都由质子、中子和电子构成。如：中子和电子构成。氢原子氢原子。在原子中，质子数一定等于核外电子总数，但不一定等在原子中，质子数一定等于核外电子总数，但不一定等于中子数。一般质子数于中子数。一般质子数中子数。中子数。在多电子的原子中，

10、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。四：能层与能级能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多容纳电子数28183250每一个能层最多可容纳的电子数：2n2能层（电子层）（1 1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外。由里往外。（2 2）每一层最多容纳电子数：）每一层最多容纳电子数：2n2n2 2个。个。（3 3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8 8个（个（K K层为最外层时不层为最外层时不超过超过2 2个）。个）。（4 4）次外层电子数不超过）次外层电子数不超过1818个，倒数第三层不超个，倒数第三

11、层不超过过3232个。核外电子的排布规律核外电子的排布规律:（一低四不超）（一低四不超）K L M N O+能级能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f最多容纳电子数22 62 6 102 6 1014规定，任一能层的能级总是从规定，任一能层的能级总是从 s s 能级开始，依次称能级开始，依次称p p、d d、f f、g g能能级级在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以在多电子原子中，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（即电子亚层）。将它们分为不同的能级（即电子亚层）。能级（电子亚层）【学与问学与问】教材教材p5p51 1、原子核外电子的每一

12、个能层最多可容纳的电子数与能、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层的序数（n）（n）间存在什么关系？间存在什么关系？2 2、不同能层分别有多少个能级，与能层的序数间存在什、不同能层分别有多少个能级，与能层的序数间存在什么关系么关系？3 3、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是、英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同？否相同？不同能层中的不同能层中的s s、p p、d d、f f、g g能级能级最多最多能容纳的电子数能容纳的电子数是相同的，各为：是相同的，各为：s 1s 12 22 2p 3p 32 26 6d 5d 52 21010f 7f 72 2

13、1414g 9g 92 21818（2n2）（所含能级个数能层序数（所含能级个数能层序数n n）任一能层的能级数等于该能层的序数，依次用ns、np、nd、nf等表示不同能层中，能级的能量高低是 1s2s3s4s.2p3p4p不同能层中，符号相同的能级中容纳的最多电子数相同以s、p、d、f排序的各能级可容纳的的最多电子数 依次为2、6、10、141、3、5、7的二倍。在同一能层中，能级的能量高低是 nsnpndnf能级分裂【特别提醒特别提醒】【练习】1 比较下列多电子原子的不同能层中能级的能量高低（1）1s、3d （2）3s、3p、3d （3）2p、3p、4p1s3d1s3d3s3p3d3s3p

14、3d2p3p4p2p3p4p4s3s2s1s5f 4p4s3s2s1s随原子核电荷数递增，绝大多数原子核外电子的排布遵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循如下下图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理图的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。五：多电子原子的核外电子排布构造原理2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p6d7s7p1s能能量量升升高高能级交错能级能量高低的顺序能量升高能量升高4s3d4p5s4d5p 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数增加而增加的电子填入能级的顺序电子排布式电子排布式表示该能级填充的电子数目能级 虽先排4s后排3d，但电子排布式中先写3d，后写4s。26Fe（铁）电子排布式中最后2个能级应写为3d64s2，而不能写成4s23d6。在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写。失电子的顺序：从外层到内层逐渐失去能层Fe：1s22s22p63s23p63d64