第一章第一节原子结构(用)
第1章第1节 原子结构(第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理)(学生版)
《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理四．电子云与原子轨道由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。
，注：(1)同一能层中，p能级的原子轨道空间伸展方向不同但原子轨道的能量相同；(2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。
【思考讨论】分析同一原子的s电子的电子云轮廓图，请解释为什么同一原子的能层越高，s电子云半径越大？同一原子的s电子的电子云轮廓图【回顾与展望】各能级所含有原子轨道数目能级符号 n s n p n d n f 最多电子数 能级轨道数目能层轨道数目电子层为n 的状态含有 个原子轨道。
五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理：基态电子排布遵循的三个原理1、电子的运动状态⎩⎪⎨⎪⎧空间运动状态：一个空间运动状态即一个原子轨道自旋状态：一个原子轨道内的两个电子有顺时针和逆时针两种取向【深刻理解】电子自旋（1）内在属性：自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性； （2）两种取向：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称 ； （3）表示方法：常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
2、轨道表示式（电子排布图）（1）用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连；（2）箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称 ，“↑”或“↓”称 (或称未成对电子)； （3）能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态。
【资料卡片】常见原子的电子排布图原子类别 电子排布式电子排布图 氢原子 1s 1 1s↑ 氦原子1s 21s ↑↓ 氮原子 1s 22s 22p 31s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 氧原子 1s 22s 22p 41s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑ ↑ 钠原子1s 22s 22p 63s 11s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑〔思考讨论〕（1）在钠原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
第一章原子的结构与键合ppt课件
（1）共价键的定义 ➢ 有些同类原子，例如周期表IVA，VA，VIA族中大多数元
素或电负性相差不大的原子互相接近时，原子之间不产生 电子的转移，此时借共用电子对所产生的力结合。
（2）共价键的特点 ➢ 共价键键合的基本特点是核外电子云达到最大的重叠，形
成“共用电子对”，有确定的方位，且配位数较小。
由于金属键即无饱和性又无方向 性，因而每个原子有可能同更多 的原子结合，并趋于形成低能量 的密堆结构，当金属受力变形而 改变原子之间的相互位置时不至 于破坏金属键，这就使金属具有 良好的延展性。
金属变形时，由金属键结 合的原子可变换相对位置
（3）金属键型晶体的特征 良好的导电、导热性：
自由电子定向运动（在电场作用下）导电、（在热场作 用下）导热。
金属键模型
电子气 金属离子
图 金属键与金属晶体
© 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning™
图 金属键与金属晶体
图 金属键、金属的导电性和金属的变形
问题1：金属具有良好导电、导热性能的原因？ （自由电子的存在）
问题2：金属具有良好延展性的原因？
Pauli不相容原理(Pauli principle) 在一个原子中，不可能存在四个量子数 完全相同的两个电子。
Hund规则(Hund ’s rule) 在同一亚层中的各个能级中， 电子的排布尽可能分占不同 的能级，而且自旋方向相同
IA
1 H IIA 2 Li Be
碱金属
碱土金属 过渡元素
主族金属
第一节 原子结构
1.1.1 物质的组成
一切物质都是由无数微粒按一定 的方式聚集而成的。这些微粒可能 是分子、原子或离子。
人教版选修三第一章 第一节 原子结构
第一章 第一节 原子结构可能用到的原子量：一、选择题（只有1个正确答案；共15小题，每小题2分，共30分。
）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①B 只有②C 只有③D ①②③2．下列能级中轨道数为5的是（ ）A S 能级B P 能级C d 能级D f 能级3．在第n 能层中，当它作为原子的最外层时容纳电子数最多与第(n -1)层相同; 当它作为原子的次外层时，其电子数比(n -1)层多10个，则对此电子层的判断正确的是( )A 必为K 层B 只能是L 层C 只能是M 层D 可以是任意层4．若n =3，以下能级符号错误的是（ ）A n pB n fC n dD n s5.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成。
u 夸克带电量为32e ，d 夸克带电量为31 e ，,e 为基元电荷。
下列结论中可能正确的是( ) A 质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B 质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C 质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D 质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成6．一个电子排布为1s 22s 22p 63s 23p 1的元素最可能的价态是( )A +1B +2C +3D -17．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）A Al 1s 22s 22p 63s 23p 1B O 2- 1s 22s 22p6 C Na + 1s 22s 22p 6 D Si 1s 22s 22p 2 8．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 1s 22s 22p 63s 23p 4D 碳－12原子 126C9．（选作）列离子中外层d 轨道达半充满状态的是 ( )A Cr 3+B Fe 3+C Co 3+D Cu+ 10．在多电子原子中，轨道能量是由（ ）决定的。
第一章第一节原子结构练习题(带答案)
一、原子的诞生1.在物质结构研究的历史上,首先提出原子内有原子核的科学家是( )解析:汤姆生最早提出了电子学说,道尔顿最早提出了原子学说,卢瑟福最早提出了原子核,玻尔最早提出了原子的行星模型。
答案:C2.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( )A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子答案:B3.据报道,月球上有大量3He存在。
下列关于3He的说法正确的是( )A.是4He的同分异构体B.比4He多一个中子C.是4He的同位素D.比4He少一个质子答案:C二、能层与能级1..M能层对应的电子层是( )A.第一能层B.第二能层C.第三能层D.第四能层答案:C2.下列各能层中不包含p能级的是( )答案:D3.下列各电子能层中含有3p能级的是( )能层能层能层能层答案:C能层具有的能级数为( )解析:每一个能层所具有的能级数等于能层序数,N能层为第四能层,故能级数为4。
答案:B5.下列各能层中不包含d能级的是( )能层能层能层能层答案:C6.下列能级中,不属于M能层的是( )答案:B7.在N能层中,最多能容纳的电子数为( )答案:D9.下列能级中可容纳电子数最多的是( )答案:D10.下列说法正确的是( )A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量相等C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动D.各能层含有的能级数为n(n为能层序数)答案:D11.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( )A.核外电子是分层运动的B.所有电子在同一区域里运动C.能量高的电子在离核近的区域运动D.同一能层的电子能量相同答案:A12.画出Be、N、Ne、Na、Mg这些元素的基态原子结构示意图,并回答下列问题:((1)只有K层与L层的元素有(2)含有M层的有(3)最外层电子数相同的有。
第一章 第一节 原子结构练习题(带答案)
一、原子的诞生1。
在物质结构研究的历史上，首先提出原子内有原子核的科学家是()解析:汤姆生最早提出了电子学说，道尔顿最早提出了原子学说，卢瑟福最早提出了原子核，玻尔最早提出了原子的行星模型。
答案:C2。
下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是(）A。
我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C。
氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子答案：B3.据报道,月球上有大量3He存在。
下列关于3He的说法正确的是（）A。
是4He的同分异构体B。
比4He多一个中子 C.是4He的同位素 D.比4He少一个质子答案：C二、能层与能级1.。
M能层对应的电子层是（)A。
第一能层 B.第二能层 C.第三能层 D.第四能层答案:C2.下列各能层中不包含p能级的是（）A.N B。
M C.L D.K答案:D3.下列各电子能层中含有3p能级的是（）A.K能层B。
L能层C。
M能层 D。
N能层答案:C4.N能层具有的能级数为(）A。
5 B。
4 C。
3 D.2解析：每一个能层所具有的能级数等于能层序数,N能层为第四能层,故能级数为4。
答案:B5。
下列各能层中不包含d能级的是()A.N能层B。
M能层 C.L能层D。
O能层答案：C6.下列能级中，不属于M能层的是()A.3sB.4sC.3pD.3d答案：B7。
在N能层中，最多能容纳的电子数为（)A.2B.8C.18 D。
32答案：D9。
下列能级中可容纳电子数最多的是（)A。
6s B。
4p C.3d D。
4f答案：D10。
下列说法正确的是（)A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小B。
同一原子中,2p、3p、4p电子的能量相等C。
能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D。
各能层含有的能级数为n（n为能层序数)答案:D11.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述，其中叙述正确的是（)A。
人教版高中化学选择性必修第2册 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构(第1课时)
最多电
子数
2
8
18
32
50
72
98
M L
K
+
hv’
hv
能层越高，电子的能量 越高，能量的高低顺序为
E(K) < E(L) < E(M) < E(N) < E(O) < E(P) < E(Q)
核外电子在能层中的排布规律
（1）各能层最多能容纳2n2个电子。
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；
（1）各电子层最多能容纳2n2个电子。
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；
次外层电子数最多不超过18个；
倒数第三层不超过32个。
（3）核外电子总是尽量先排满能量最低、离核最近的电子层，
然后才由里往外，依次排在能量较高电子层。
而失电子总是先失最外层电子。
人类对原子结构的认识过程
能层
K
能级
1s
L
2s
M
2p
3s
3p 3d
N
4s
4p 4d
O
4f
5s
5p …
能层中填充电子表示方法——原子结构示意图
谢谢观看
高二—人教版—化学—选择性必修2—第一章
第一节 原子结构
（第一课时答疑）
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
A.前者大于后者
B.后者大于前者
√
C.前者等于后者
不同能层相同能级的能量顺序 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)
【巩固･练习】
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能层就是电子层，包含不同的能级( √ )
第一节 原子结构(第一课时)
n37
பைடு நூலகம்
2、核素 思考： 1、元素的种类是由什么决定的？ 2、同种元素的原子中的中子数也相同吗？ 交流：
三种不同的氢原子
核素： 具有一定数目质子和一定数目中子 的一种原子 如：氢元素的三种核素 氕
A
14 N、14 C 7 6
），属于
B
40
Ar、4020Ca 18
35 Cl、37 Cl 17 17
C O2、O3
D
E、Fe、Fe2+、Fe3+ 5、3919K的中子数为 。 6、某元素原子的质量数为A，它的离子Xn+的 和外有y个电子，Wg这种种元素的原子核内的 中子数为 。
试一试
1． 下列各组物质中，互为同位素的是（ D ）
第一章 第一节 原子结构
第一讲 原子结构
help!
两千多年以来，科学家 一直在思考一个问题：如果 把一个物体一直分割下去， 将会怎样？能不能找到一种 组成物质的最基本粒子？
原子结构模型的演变
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。
1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。
“葡萄干布丁”模型
卢瑟福α粒子散射实验
ks5u精品课件
第一节 原子结构
交流与质疑： 1、构成物质的基本微粒有哪些？ 2、三种微粒的组成和结构如何？ 3、物质的性质与哪种微粒的结构有密切 的关系？ 4、原子的结构如何？
一
原子核 核素
1.原子的构成
阅读P3 交流·研讨
名词解释：相对质量 相对原子质量＝ 一个原子的质量
高中化学选择性必修二 第1章第1节原子结构
新课讲解
2.电子排布式 (1)含义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布 的式子。 (2)表示方法：
新课讲解
(3)书写方法： 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序， 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。
元素周期律
提出构造原理
“能层、能级”
完整的构造原理
1936年马德隆
发表了以原子光 谱事实为依据的 完整的构造原理
1869年俄国化学家门捷
列夫发现了元素周期律
1920年丹麦科学家波尔提出了构造原理，即从氢开始，随 核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序， 1925年，波尔 的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘 清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。
新课讲解 复习回顾：1.原子的结构
质子 Z个
原子
A Z
X
原子核
中子（A—Z）个
(几乎集中原子的全部质量)
核外电子 Z个
(其运动空间几乎占据了原子的整个体积)
质量数：对质子和中子的相 对质量取整数相加的数值， 即近似原子量。
①数量关系：
②质量关系：
核电荷数(Z) = 核内质子数 = 核外电子数 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）
吸收光谱 明亮背景的暗色谱线
基态原子
吸收 能量
释放 能量
激发态原子
发射光谱 暗色背景的明亮谱线
新课讲解
(3)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， 称为光谱分析 。
例如：铯(1860年)和铷(1861年),其光谱图中有特征的蓝光和红光，它们的 拉丁文名称由此得名。又如，稀有气体氦的原意是“太阳元素”,是1868年 分析太阳光谱发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。
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………………
2、能级
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 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 电子 数
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？ 2、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？ 3、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
S Fe Sc V Se Ga Br
22s12p1 1s
3．下列各原子或离子的电子 排布式错误的是（ D ） A Al 1s22s22p63s23p1 222s22p6 B O 1s C Na+ 1s22s22p6 22s22p2 D Si 1s
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？
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
★量子力学中将
这种电子云轮廓 图称为
“原子轨道”
2、原子轨道 a．s电子的原子轨道（电子云）形 状 是以原子核为中心的球体，只有 一个伸展方向
2．p电子云/原子轨道的形状是纺锤形 （或称为哑铃形），其伸展方向是互向 垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。
大爆炸后约2小时，诞生了大量的H， 少量的He和极少量的Li
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，分批分期合成而来的
能层：在多电子原子的核外电子的
能量是不同的，按电子能量的差异， 可以将核外电子分为不同的能层．
能级：在多电子原子中，同一能层
的电子的能量也可能不同，可以将它 们分为不同的能级．
一、人类探索物质结构的历史
原子结构的衍变过程 德谟克利特的古代原子学说
道尔顿的近代原子学说（模型）
汤姆生原子模型 卢瑟福原子模型
玻尔原 子模型
电子云模型
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
二、物质决定性质
原性论 物质结构理论
P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大
科学探究
观察图1-14，这些图称为原子的
电子轨道表示式
1．每个原子轨道最多只能容纳几 个电子？
2．当电子排在同一个能级内时， 有什么规律？
★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.补充规则
全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0）
★所含能级个数＝能层序数 n ★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：
s
d g
1×2＝2
5×2＝10
p
3×2＝6
f
7×2＝14
9×2＝18
三、构造原理
原子核外电子排布必须遵循 一定的排布顺序 —构造原理
核 构外 造电 原子 理排 图布 的
1s----2s----2p----3s----3p--4s----3d--4p----5s----4d----存在着能级交错
半充满（p3，d5，f7）
例：
24
Cr原子的电子排布图:
22s22p63s23p63d54s1 1s 44s2 不是3d
注意
小结：
1．各原子轨道的能量高低比较
（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
电子层 1 2
★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
ns<(n-2)f<(n-1)d<np
试书写N、Cl、K、26Fe原子 的 核外电子排布式
１．下列各原子的电子排布正确的 是（ BD ） A.Be B.C 1s22s22p2 C.He 1s12s1 D.Cl 1s22s22p63s23p5 2.书写下列原子的电子排布式
物质的元素组成决定了性质
同分异构体的存在说明物 质的结构决定物质的性质
晶体结构决定物质的性质
第一章
原 子 结 构
第 一 节
原子的结构
原子核
质子
原子
中子 核外电子
核电荷数=核内质子数=核外电子数
质量数=质子数+中子数
一 、开天辟地—原子的诞生
现代大爆炸宇宙学理论——
宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸
四、基态与激发态、原子光谱
1．基态原子与激发态原子
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
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
3 4 n
原子轨 原子轨 道类型 道数目
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
电子的质量很小，只有9.11×10-31 千克； 核外电子的运动范围很小（相对于 宏观物体而言）； 测不准 电子的运动速度很大；
1、电子云
图中
表示原子核，一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
二、能层与能级
1、能层
能层 符号 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O … … n
2×12 2×22 2×32 2×42 2×52 最多
电子 数
2 2n
核外电子的排布规律:
（1）先排能量低的电子层，再排能量高 的电子层，由里往外。 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个。 （3）最外层电子数不超过8个（K层为 最外层时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第 三层不超过32个。
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 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
五、电子云与原子轨道
思考: 宏观物体与微观物体（电 子）的运动有什么区别?