原子结构与性质PPT课件
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人教版高中化学选修三1.1《原子结构》课件 (共106张PPT)
电子排布式
电子排布图
小结：
方法导引
解答基态原子电子排布问题的一般思路：
能量最低原则
确定原子序数 泡利不相容原理 洪特规则
能级排布
电子排布
巩固练习
1、某元素原子序数为24，试问：
(1)该元素电子排布式： 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1
(2)它有 4 个能层； 7 个能级；占有 15 个原子轨道。 (3)此元素有 6 个未成对电子；它的价电子 数是 6 。
洪特规则
对于基态原子，电子在能量相同 的轨道上排布时，将尽可能分占不同 的轨道并且自旋方向相同。
C ：1s2 2s22p2
√
科学研究
C
N
O
1.每个原子轨道上最多能容纳____ 2 个电子， 且自旋方向_______ 不同 ——泡利原理 2.当电子排在同一能级时有什么规律？ 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 首先单独占一个轨道，而且自旋 总是___________________ 相同 ——洪特规则 方向______
铁Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2 钴Co：
；
； ； ；
1s22s22p63s23p63d74s2
镍Ni： 1s22s22p63s23p63d84s2
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：1s22s22p63s23p63d104s1 锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2 ； ；
钠 Na
铝 Al
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Be
1s2 2s2
《原子的结构》PPT课件
电子的能级
电子在原子中具有不同的能级，每个 能级对应不同的电子轨道和能量状态。
电子的运动
电子在原子核外以极高的速度运动， 形成“电子云”或“概率分布”。
原子核与电子的关系
电荷平衡
原子核的正电荷与电子的负电荷 相互平衡，使得整个原子呈电中
性。
引力与斥力
原子核与电子之间存在引力和斥力， 引力使得电子被束缚在原子核周围， 斥力则使得电子不会塌缩到原子核 中。
电负性是衡量元素在化合物中吸引电子能力 相对大小的标度，电负性越大，元素的非金 属性越强。
元素周期表的应用
预测未知元素的性质
根据已知元素的性质和周期律， 可以预测未知元素的性质。
指导新材料的研发
利用元素周期表中的元素性质， 可以指导新材料的研发，如超导 材料、半导体材料等。
指导化学反应
利用元素周期表中的元素性质， 可以指导化学反应的进行，如选 择合适的催化剂、反应条件等。
3
汤姆生的“葡萄干面包”模型 发现电子后，提出原子由带正电的“面包”和嵌 在其中的带负电的“葡萄干”（电子）组成。
原子结构研究的重要性
01
02
03
理解物质本质
原子是构成物质的基本单 元，研究其结构有助于理 解物质的本质属性。
推动科技发展
原子结构的深入研究为量 子力学、核能利用、材料 科学等领域的发展奠定了 基础。
性质。
原子结构与元素性质的关系
原子半径
电离能
原子半径的大小与元素的化学性质密切相关， 原子半径越大，原子核对核外电子的吸引力 越小，元素的金属性越强。
电离能的大小反映了原子失去电子的难易程 度，电离能越小，原子越容易失去电子，元 素的金属性越强。
原子的结构完整版PPT课件
工业领域应用
放射性同位素可用于材料 检测、无损探伤、辐射加 工等。
其他领域应用
放射性同位素还可用于科 学研究、环境保护、农业 生产等领域。
放射性同位素对环境影响及安全防护措施
对环境影响
放射性同位素衰变产生的射线会对环境和生物体造成危害，如污 染空气、水源和土壤等。
安全防护措施
为了保障人类和环境安全，需要采取一系列安全防护措施，如合 理选址、屏蔽防护、废物处理等。
放射性同位素概念及来源
放射性同位素定义
01
具有相同原子序数但质量数不同的同位素，能自发地放出射线
并转变为另一种元素。
放射性同位素来源
02
天然放射性元素和人工合成放射性元素。
放射性同位素衰变类型
03
α衰变、β衰变和γ衰变。
放射性同位素在医学、工业等领域应用
医学领域应用
放射性同位素可用于诊断 和治疗疾病，如放射性碘 治疗甲状腺疾病、PET扫 描等。
过渡元素位于周期表中间部分， 包括3~12列的元素。它们具有 多种氧化态和丰富的化学性质， 是构成众多合金和催化剂的重要
成分。
稀有气体元素
稀有气体元素位于周期表的最右 侧，它们具有稳定的8电子构型 （氦为2电子构型），化学性质 极不活泼，一般不易与其他物质
发生化学反应。
04
化学键与分子间作用 力
化学键类型及特点
分子间作用力影响物质的物理性质
分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、密度、硬度等物理性质。一般来说，分子间作用力越强，物质的熔点 、沸点越高，密度越大，硬度也越大。例如，氢键的存在使得水的熔沸点异常高，范德华力则主要影响由分子构 成的物质的物理性质。
05
原子光谱与能级跃迁
原子结构与元素的性质PPT课件
最外层一个电子所需能量(I1)的范围：
I1
__4_1_9__ < I1 <___7_3_8___。
-
16
跟踪练习
1.下列说法正确的是（ C ）
A.在所有元素中，氟的第一电离能最大 最大的是稀有气体元素He
B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大 反常现象: 同周期ⅡA > ⅢA、 VA > VIA
C.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
１、影响因素
原子半径 取决于 1、电子的能层数
的大小
2、核电荷数
原
子 同主族，由于
半 电子能层的增
径 逐 渐
加使电子间的 斥力增大而带
增 来的原子半径
大 增大的趋势。
原子半径逐渐减小
同周期电子能层数相同， 由于核电荷数的增加 使核对电子的引力增 加而带来的原子半径 减小的趋势。
-
6
例1 比较下列微粒半径的大小：
(3)同种元素的原子与离子，核外电子数越多， 微粒半径 越大 。 Mg > Mg2+
(4)电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子
半径 越小 。
O2->Na+
-
8
二、电离能（阅读课本P17）
1、概念
气态电中性基态原子失去一个电子 转化为气态基态正离子所需要的最低能 量叫做第一电离能。
用符号I1表示，单位：kJ/mol
1. 下列左图是根据数据制作的第三周期元素 的电负性变化图，请用类似的方法制作IA、 VIIA元素的电负性变化图。
-
24
-
25
2.在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主 族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”。 查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍 和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸 性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电 负性解释对角线规则。
大学《结构化学-原子的结构和性质》课件
2 4 2 n 2 2 2 2 0
对于每一个n值均有相应径向波函数
2Z 3 (n l 1)! 12 2 l 2l 1 Rn ,l ( ) [( ) ] e Ln l ( ) 3 n 0 2n[(n 1)!]
2Zr , n 0
2l 1 n 1 d d 2 l 1 n l Ln l e e 2l 1 n l d d
2 2 2 2 2 2 0
1 1 1 [ (sin ) ] ( , ) k ( , ) sin sin
2 2 2
——勒让德方程
将 Y ( , ) ( ).( ) 代入，整理得：
Sin 2 2 Sin k Sin m
3 2
Zr Z2 r 2 27 18 2 2 0 0 Zr e
m 1 im 1 i e cos m sin m 2 2 2
它们的线性组合也是方程的解，由此得到方程的实函数解：
2C C ( m m ) cos m 2 i2D sin m D ( m m ) sin m 2
2s 2p
Z 0 Z 0
Zr Zr 2 e 0 Zr e
20
20
3 2
Zr 0
3s 3p
Z 2 R 3 , 0 r 81 3 0 Z 4 R 3 ,1 r 81 6 0 4 R 3 , 2 r 81 30
Θ(θ) 方程的解：
2 1 d m 由原方程得： (sin ) k 0 2 sin d sin
对于每一个n值均有相应径向波函数
2Z 3 (n l 1)! 12 2 l 2l 1 Rn ,l ( ) [( ) ] e Ln l ( ) 3 n 0 2n[(n 1)!]
2Zr , n 0
2l 1 n 1 d d 2 l 1 n l Ln l e e 2l 1 n l d d
2 2 2 2 2 2 0
1 1 1 [ (sin ) ] ( , ) k ( , ) sin sin
2 2 2
——勒让德方程
将 Y ( , ) ( ).( ) 代入，整理得：
Sin 2 2 Sin k Sin m
3 2
Zr Z2 r 2 27 18 2 2 0 0 Zr e
m 1 im 1 i e cos m sin m 2 2 2
它们的线性组合也是方程的解，由此得到方程的实函数解：
2C C ( m m ) cos m 2 i2D sin m D ( m m ) sin m 2
2s 2p
Z 0 Z 0
Zr Zr 2 e 0 Zr e
20
20
3 2
Zr 0
3s 3p
Z 2 R 3 , 0 r 81 3 0 Z 4 R 3 ,1 r 81 6 0 4 R 3 , 2 r 81 30
Θ(θ) 方程的解：
2 1 d m 由原方程得： (sin ) k 0 2 sin d sin
2024版高一化学原子结构PPT课件图文
波函数性质
波函数具有一些基本性质，如连续性、有限性、单值性等。此外，波函数还需要满足归一化 条件，即粒子在全空间出现的概率总和为1。
2024/1/25
波函数与电子云模型关系
波函数与电子云模型密切相关。在原子或分子中，电子的波函数决定了电子云的形状和分布。 通过求解薛定谔方程可以得到电子的波函数，进而得到电子云的分布。
高一化学原子结构 PPT课件图文
2024/1/25
1
目录
CONTENTS
• 原子结构基本概念 • 原子核结构与性质 • 电子云模型与波函数理论 • 元素周期律与化学键合性质 • 实验室制备和检测技术 • 原子结构在生活和科技中应用
2024/1/25
2
01 原子结构基本概念
2024/1/25
3
原子定义与组成
放射性衰变遵循指数衰变规律， 即衰变速度与剩余原子核数量
成正比
放射性衰变产生的射线具有穿 透能力和电离能力，对人体和
环境有一定危害
2024/1/25
9
射线类型及其特点
01
02
03
04
α射线
由氦核组成，带正电荷，质量 大，电离能力强，穿透能力弱
2024/1/25
β射线
由电子组成，带负电荷，质量 小，电离能力较弱，穿透能力
周期表中共有18个纵列，其中8、9、 10三个纵列共同组成一个族，其余每 个纵列为一个族，共有16个族。
2024/1/25
周期表中共有7个横行，即7个周期， 每个周期中元素的性质具有相似性。
元素周期表反映了元素性质的周期性 变化，是学习和研究化学的重要工具。
6
02 原子核结构与性质
2024/1/25
化学选修三《原子结构与元素的性质》PPT课件(原文)
❖ 5、掌握原子半径的变化规律 ❖ 6、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离
能说明元素的某些性质
❖ 7、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认 识物质的结构与性质之间的关系
❖ 8、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的 关系
❖ 9、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素 周期系的应用价值
（G）碱 酸 s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。
最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐
；
（横行） 第6周期：32 种元素 查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这
些元素的电负性解释对角线规则。
元素(除第一周期外)是 __碱_金__属___, 1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系
试确定32号元素在周期表中的位置。 d区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。
最外层电
子排布为_n_s____,每一周期的最后一种元素都 1 每个纵行的价电子层的电子总数是否相等？主族元素的价电子数和族序数有何关系？
样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。
元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋
一、原子结构与元素周期表
1. 为什么副族元素又称为过渡元素？
副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的 区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。
2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角 三角区内（如图）？处于非金属三角区边缘的元素常被 称为半金属或准金属。为什么？
镧 La – 镥 Lu 共15 种元素称镧系元素 已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。
电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常形成共价键；
能说明元素的某些性质
❖ 7、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认 识物质的结构与性质之间的关系
❖ 8、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的 关系
❖ 9、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素 周期系的应用价值
（G）碱 酸 s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。
最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐
；
（横行） 第6周期：32 种元素 查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这
些元素的电负性解释对角线规则。
元素(除第一周期外)是 __碱_金__属___, 1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系
试确定32号元素在周期表中的位置。 d区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。
最外层电
子排布为_n_s____,每一周期的最后一种元素都 1 每个纵行的价电子层的电子总数是否相等？主族元素的价电子数和族序数有何关系？
样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。
元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋
一、原子结构与元素周期表
1. 为什么副族元素又称为过渡元素？
副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的 区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。
2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角 三角区内（如图）？处于非金属三角区边缘的元素常被 称为半金属或准金属。为什么？
镧 La – 镥 Lu 共15 种元素称镧系元素 已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。
电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常形成共价键；
《原子的结构》课件(第一课时)(共17张PPT)
一切物质都是由 最小的不能再分的粒 子——原子构成。 原子是坚实的、不可 再分的实心球。
汤 姆 森 的 原 子 模 型
汤姆森
1897年汤姆森通过实验发现了电子，他认 为原子中存在更小的微粒，原子是可分的。
卢瑟福
直到1911年，
著名科学家卢瑟 福通过α粒子散 射实验，得出了 原子的结构。
α
α 粒子束发生偏转示意图
A 2、原子核中肯定含有
Ａ、质子 Ｂ、质子和中子 电子
D 3、原子是由
Ｃ、中子 Ｄ、
A、电子和中子构成的
B、质子和中子构成的
C、质子和原子核构成的
D、原子核和电子构成的
4、判断题：
√ （ ）⑴在原子里质子数等于核外电子数。 √ （ ）⑵钠的原子核中有11个质子和12个中子，核外有11个电
子，钠原子不显电性。
× （ ）⑶原子是不能再分的最小微粒。 × （ ）⑷分子的大小及质量都比原子大。 × （ ）⑸原子都是由质子、中子、电子构成的。
5、下列叙述正确的是
( C)
A 原子核都由质子和中子构成
B 在原子中,核内的质子数与核外的电子数不一定相等
C 原子里有相对很大的空间,电子在这个空间里作高速运动
D 不同种类的原子,核内的质子数不同,核外电子数可以相同
阅读：课本P53,确定原子的构成 10-15～10-14 m
约10-10m
原子的构成
质子(+)
原 子
原子核(+)
核外电子(-)
中子
每个质子带一个 单位正电荷
不带电
每个电子带一个单位 的负电荷
观察表格，思考下列问题（见课本53页）
表3－1几种原子的构成
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(6)2p3的电子排布图为
( ×)
2.完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系
能层 一 二
三
四
五…
符号 K
L
M
N
O…
能级 1s
最多容 _2
纳电子
数
_2
2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … _2 6_ _2 6_ 1_0_ _2 _6 1_0_ 1_4_ _2_ … …
[_A_r_]_3_d_64_s_2_
Cu
_1_s2_2_s_22_p_6_3_s_2_3_p_63_d_1_0_4_s1
[_A_r_]_3_d_10_4_s_1
As
1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_23_p_6_3_d_1_04_s_2_4_p_3
_[A__r]_3_d_1_04_s_2_4_p_3
2.基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理：即电子尽可能地先 占有能量低的轨道，然后进入能量高 的轨道，使整个原子的能量处于最低 状态。 如图为构造原理示意图，即基态原子 核外电子 在原子轨道上的排布顺序图： 注意：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
(2)泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子，且自旋状态 相反 。
(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现 的区域。这种电 子云轮廓图称为原子轨道。
原子轨道 s p
轨道形状 球__形__ _哑__铃__形_
轨道个数 1_ 3_
特别提醒 第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级， p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)， 有s、p、d三种能级。
1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_23__p_5
Ca
_1_s2_2_s_2_2_p_63_s_2_3_p_64_s_2
_[H__e_]2_s_2_2_p_3 _[_N_e_]_3_s_23_p_5_
_[A__r]_4_s_2
Fe
1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_23_p_6_3_d_6_4_s_2
8_
1_8_
_3_2
… _2_n_2
3.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。 答案 26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5， Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全 满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以 Fe3＋较Fe2＋更为稳定。
2.下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是③__⑤__。
答案 解析
①、④不符合能量最低原理；②不符合洪特规则。
考点二 原子结构与元素性质
知识梳理
1.原子结构与周期表的关系 (1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)
能 每周期第一个元素
每周期最后一个元素
周期 层 原子 基态原子的简 原子 数 序数 化电子排布式 序数
如2s轨道上的电子排布为
，不能表示为
。
(3)洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优__先__单__独__
占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，
不能表示为
或
。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 全满 (p6、d10、f14)、 半满 (p3、 d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布 式为1s22s22p63s23p63d54s1。 3.基态、激发态及光谱示意图
深度思考
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)p能级能量一定比s能级的能量高( × )
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( × )
(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( × )
(4)2px,2py,2pz的能量相等( √ )
(5)2s轨道的电子排布图为
( ×)
特别提醒 由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时 先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。
解题探究
题组一 电子排布式、排布图的书写与判断 1.写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式： 答案
原子
电子排布式
简化电3
Cl
b.各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区 ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素； 通常是最外层电子参与反应
ⅢA族～ⅦA族、0 p区
族
ns2np1～6
通常是最外层电子参与反应
第十二章 物质结构与性质(选考)
第37讲 原子结构与性质
考点一 原子核外电子排布原理
知识梳理
1.能层、能级与原子轨道 (1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的 能量 是不同的，按照电子的 能量 差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次 升高。 (2)能级：同一能层里电子的能量 也可能不同，又将其分成不同的能级， 通常用 s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按 s、p、d、f 的 顺序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f) 。
基态原子的 电子排布式
二2
3
三
3
11
四
4
19
[He]2s1 _[N__e_]3_s_1_ _[A__r]_4_s_1
10
1s22s22p6
1_8_
_1_s2_2_s_22_p_6_3_s_2_3_p_6
3_6_ 1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_23_p_6_3_d_1_04_s_2_4_p_6
n_s_2
主族
ⅤA
ⅥA
排布特点
_n_s2_n_p_3
_n_s_2n_p_4_
ⅢA _ns_2_n_p_1 ⅦA _ns_2_n_p_5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。 ③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
ⅣA n_s_2_n_p_2
(3)元素周期表的分区 ①根据核外电子排布 a.分区
五
5
37
六
6
55
[Kr]5s1 [Xe]6s1
1s22s22p63s23p63d10 54
4s24p64d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6 86
4d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的价层电子排布特点 ①主族
主族
ⅠA
ⅡA
排布特点
n_s_1