高二化学选修3原子结构模型
高中化学选修三-物质结构与性质-全套课件
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理
人教版高二化学选修三1.1原子结构课件
思考与交流
1、铁易生锈，真金不怕火炼等事例说明了什么问 题？为什么？
2、O2和O3是同素异形体，空气中的O2是须臾不能 离开的，而空气中的O3多于1.2mg/L则有害；CO易燃， CO2却能灭火。这由说明了什么问题？为什么？
3、分子式为C2H6O的物质可能有图示两种结构， 前者与水互溶而后者不能。这也说明了什么问题？
4.卢瑟福原子模型(1911年)
原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎 等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的 轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。
(“行星系式”原子模型) (核式模型)
5.玻尔原子模型(1913年)
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核 做高速的圆周运动。
(电子分层排布模型)
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？
s 1×2＝2 p 3×2＝6
d 5×2＝10 f 7×2＝14 g 9×2＝18
课堂练习
1、以下能级符号正确的是（ AD） A、6s B、2d C、3f D、7p
2、若n=3，以下能级符号错误的是（ B ） A．n p B．n f C．n d D．n s
3、下列各电子能层中，不包含 d 能级的是 （CD ）
3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns < (n-2)f < (n-1)d < np (n为能层序数)
不同能层的能级上，能量有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、 E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、 E(4f)＞E(6s)等。
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第一节 原子结构(第1课时)
K
L
M
N
O
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
2
2
2
8
6
2
6 10 2
18
6 10 14 2
32
6 …
…
2014年7月12日星期六
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能层与能级
【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？
能层最多可容纳的电子数为2n2个。
2014年7月12日星期六 9
开天辟地—原子的诞生
汤姆生原子模型
汤姆生
2014年7月12日星期六
10
开天辟地—原子的诞生
α粒子散射实验（1909年） ——原子有核 卢 卢瑟福和他的助手做了著名 瑟 α粒子散射实验。根据实验， 卢瑟福在1911年提出原子有 福 核模型。 原 卢瑟福原子模型（又称行星 子 原子模型）：原子是由居于 模 原子中心的带正电的原子核 和核外带负电的电子构成。 型 原子核的质量几乎等于原子
2014年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。
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能层与能级
总结：
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…
新课标人教版高中化学课件系列
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
2014年7月12日星期六
1
原子结构
【教学目标】
1.了解人类认识原子的历史
鲁科版高中化学选修3 原子结构 本章整合 名师优质课件(18张)
-1-
本章整合
氢原子光谱:线状光谱 玻尔原子结构模型:电子所处的轨道能量是量子化的 原子结构模型 量子力学对原子核外 电子运动状态的描述 原子轨道:表示原子中单个电子的空间运动状态 原子轨道的图形描述:s 球形、p 哑铃形
知识网络
专题归纳
电子云:表示电子在核外空间单位体积内出现概率大小的图形 排布顺序:������1s < ������2s < ������2p < ������3s < ������3p < ������4s < ������3d < …… 特殊:全充满(p6 或d10 )、半充满(p3 或d6 )、全空(p0 或d0 )
-7-
(4)当 x=1 时,y= 。 (5)当 y=4 时,核电荷数为 答案:(1)2 (2)1~2 0~6
(3)6 (4)0
本章整合
专题1 专题2 专题3
知识网络
专题归纳
元素周期表与元素周期律
1.元素周期表 周期表有 7 个横行,表示 7 个周期;18 个纵行,表示 16 个族。从左到右, 各主、副族元素的排列顺序已在元素的分区示意图中反映出来。通常把周 期表的各副族元素和第Ⅷ族元素叫过渡元素。 除零族外,周期表共有三大部 分:主族元素,在表中左右两端。过渡元素,在表的中部。镧系、锕系在表的 底部。如图是元素周期表轮廓图。
应用 原子结构 与元素性质 电负性 应用
定义:元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度 变化规律 同周期:自左向右,元素的电负性递增 同主族:自上而下,元素的电负性递减 判断化合物中元素化合价的正负 判断化学键的类型 元素周期律的实质:元素性质的周期性取决于元素原子核外电子排布的周期性
判断元素是金属元素还是非金属元素以及元素活泼性
人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第一节 原子结构(第1课时)精品PPT课件
开天辟地—原子的诞生
质子（正电） 原子核 原子 （正电） 中子（不带电） 不显 电性 核外电子 分层排布 （负电） 与物质化学性质密切相关
2020/10/26
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能层与能级
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。
2020/10/26
开天辟地—原子的诞生
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
1932年勒梅特首次提出了现代大爆炸宇宙理论
宇宙大爆炸
2h后 诞生
大量的氢 大量的氦 极少量的锂
原子核的 熔合反应
合成
其他元素
2020/10/26
4
开天辟地—原子的诞生
一、开天辟地—原子的诞生
思考与交流 阅读课本P4
2020/10/26
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开天辟地—原子的诞生
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。
19
能层与能级
核外电子分层排布
依据核外电子的能量不同：
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1
2
3
4
5
6
7
K
L
M
N
O
P
Q
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能层与能级
原子核外电子分层排布规律：
（1）各能层最多能容纳2n2个电子。
人教版高中化学选修3课件-原子的诞生能层与能级构造原理
2．基态与激发态原子 (1)基态： 最低 能量状态。处于 最低 能量状态的 原子称为基态原子。 (2)激发态： 较高 能量状态(相对基态而言)。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。 (3)基态原子、激发态原子相互转化时与能量的关系：基态 原子吸 释收 放能 能量 量激发态原子。
1．重视新、旧知识的密切联系。本章内容跟在初中化学课 程和高中必修 2 中学习的原子结构与元素性质等知识都有密切 的联系，在认识物质世界的层次上呈螺旋式上升。本章的知识 之间有着严密的逻辑关系。例如，在学习元素周期律和元素周 期表时，要以本章的原子结构理论为指导，并紧密地联系以前 学过的有关元素化合物的知识。
解析：各能层中所含有的能级数等于其能层序数，A 项错误； s 能级不管是在哪一能层上最多所容纳的电子数都为 2 个，B 项 错误；每个能层上最多容纳的电子数为 2n2，C 项错误；第一能 层中，只含 1s 能级，第二能层中，只含 2s、2p 两个能级，第三 能层(M 层)中，含有 3s、3p、3d 三个能级，D 项正确。
3.分类依据 根据多电子原子中同一能层电子 能量 的不同，将它们 分成不同能级。 4．能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数。
三、构造原理 1．构造原理 随着原子 核电荷数 的递增，绝大多数元素的原子核外 电子的排布将遵循以下排布顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、 3d 、 4p、5s、 4d 、5p、6s、 4f 、 5d 、6p、7s、……人 们把它称为构造原理。如图：
(4)能级的表示方法：
能层
能级
各能级最多容 纳的电子数
n＝1K
1s
2
n＝2L 2s 2p
26
n＝3M
高中化学选修3人教版： 第三章 第三节第二课时 金属晶体原子堆积模型
空间 配位 晶胞 利用 数
率
52％ 6
实例
Po
68% 8
K、 Na、Fe
74% 12
Mg、Zn、Ti
74% 12
Cu、Ag、Au
PART 4
混合晶体（石墨）
四、拓展探究——混合晶体（石墨）
阅读教材P76，“2、混合晶体”，了解石墨的结构。
➢ 结构特点——层状结构
1、同层内碳原子采取sp2 杂化，以共价键(σ键)结
= 74 %
练习：
1、下列关于金属晶体的堆积模型的说法正确的是( C )
A.金属晶体中的原子在二维空间有三种放置方式 B.金属晶体中非密置层在三维空间可形成两种堆积方式，其配 位数都是6 C.六方最密堆积和面心立方最密堆积是密置层在三维空间形成 的两种堆积方式 D.金属晶体中的原子在三维空间的堆积有多种方式，其空间利 用率相同
这种堆积方式空间利用率 （52%） 。
三、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型
简单立方晶胞的空间利用率.
解：晶胞边长为a，原子半径为r. a =2 r
每个简单立方晶胞含原子数目： 8 1/8 = 1
空间利用率 = 4/3 r 3 / a 3 = 4/3 r 3/ (2r ) 3 100 %
= 52 %
解：晶胞边长为a，原子半径为r.
√3a =4 r
每个晶胞含原子数目：8 1/8 +1=2
r
空间利用率
= 晶胞含有原子的体积/晶胞体积
a
2r
r
a
a
三、金属晶体的原子在三维空间的堆积模型
对比两种最密堆积方式的异同
镁型
铜型
三、三维空间的堆积模型一(3)镁型
1200
【化学】1,1.2《原子结构模型》课件_(鲁科版选修3)第二课时
(3)量子数和原子轨道的关系
n l m 原子轨道
符号
ms
取值
±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2
取值 符号 取值 符号 取值 1 2 K L 0 0 1 0 1 3 M 2 d s s p s p 0 0 0, ±1 0 0, ±1 0, ±1 ±2
1s
2s 2px 2py 2pz 3s 3px 3py 3pz
练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其 能级的符号 A. n=1 1 1s C. n=3 3 3s 3p 3d B. n=2 2 2s 2p D. n=4 4 4s 4p 4d 4f
规律: 每层的能级数值=电子层数
原子轨道与四个量子数 （１）原子光谱带来的疑问？ ①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线．
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原 子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示。P电子 原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一能层 中 P x,Py,PZ的能量相同。
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在 一起的情形.
P 能 级 的 原 子 轨 道
第1电子层：只有 s 能级。 第2电子层：有 s、p 两种能级。 第3电子层：有 s、p、d 三种能级。
原子轨道 s p d
轨道个数 1 3 5
f
7
第1电子层：只有 s 轨道，有 1 个原子轨道 第2电子层：有 s、p 两种轨道，有 4 个原子轨道 第3电子层：有 s、p、d 三种轨道，有 9 个原子轨道
薛定谔方程 与四个量子数
1987-1961 E.Schrodinger , 奥地利物理学家
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高二化学选修 3 原子结构模型
【学习目标】
1、知识与技能目标
（1）了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。
初步认识原子结构的量子力
学模型
（2）能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
（3）能用n、ι、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态。
（4）知道n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制
（5）了解原子轨道和电子云的概念及形状，能正确书写能级符号及原子轨道符号
2、过程与方法目标
（1）通过介绍几种原子结构模型，培养学生分析和评价能力。
（2）通过原子结构模型不断发展、完善的过程，使学生认识到化学实验对化学理论发展的重
要意义，使学生感受到在学生阶段就要认真作实验、认真记录实验现象。
（3）通过自主学习，培养学生自学能力和创造性思维能力。
（4）通过介绍四个量子数及有关量子限制，使学生感受到科学的严密性。
3、情感态度·价值观目标
（1）通过原子结构模型不断发展、完善的过程教学，培养学生科学精神和科学态度。
（2）通过合作学习，培养团队精神。
【学习重点】1、基态、激发态及能量量子化的概念。
2、利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。
3、用四个量子数描述核外电子的运动状态。
【学习难点】1、n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制。
2、原子轨道和电子云的概念
第1课时
【自主预习提纲】
一、原子结构理论发展史：
1、1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家，1903年
汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的
模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。
二、必修中学习的原子核外电子排布规律：
(1)原子核外的电子是________排布的，研究表明已知原子的核外电子共分为______个
电子层，也可称为能层，分别为：
第一、二、三、四、五、六、七……电子(能)层
符号表示、、、、、、……
能量由低到高
(2)原子核外各电子层最多容纳个电子。
(3)原于最外层电子数目不能超过个(K层为最外层时不能超过个电
子)。
(4)次外层电子数目不能超过个(K层为次外层时不能超过个)，倒
数第三层电子数目不能超过个。
说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。
例如；当M层是最外层时，最多可排个电子；当M层不是最外层时，最多可排个电子
2、核外电子总是尽量先排布在能量较的电子层，然后由向，依次
排布在能量逐步的电子层(能量最低原理)。
例如：钠原子有11个电子，分布在三个不同的电子层上，第一层个电子，第二层个电子，第三层个电子。
由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是尽
可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
原子结构示意图为：
三、氢原子光谱
人们常常利用仪器将物质吸收光或以射不的波长和强度分布记录下来，得到所谓的光谱，光谱分为和，氢原子光谱为。
为了解释原子的稳定性和的实验事实，丹麦科学家玻尔在原子模型的基础上提出了的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁，而电子所处的的能量是。
四、玻尔原子结构模型
1、玻尔原子结构模型基本观点：
（1）原子中的电子在具有________的圆周轨道上绕原子核运动，并且_______能量。
可理解为行星模型，这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。
（2）定态假设：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。
在不同轨道上
运动的电子具有不同的能量(E)，而且能量是_________的，即能量是“一份一份”的。
各电
子层能量差具有不连续性，既E3-E2≠E2-E1。
（3）只有当电子从一个轨道(能量为E i)跃迁到另一个轨道时，才会____________能量。
如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来，就形成了______________。
①基态：最低能量状态。
处于最低能量状态的原子称为基态原子。
②⑵激发态：较高能量状态（相对基态而言）。
基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至
较高能级时的状态。
处于激发态的原子称为激发态原子。
③原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出能量，这种能量以光的形式
释放出来，所以就产生光谱。
④氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释放出的能量不同，因此产生光的波长不同。
2、玻尔原子结构模型理论成功地解释了氢原子光谱是________________光谱的实验事实，但不能解决氢原子光谱的精细结构问题和多原子复杂的光谱现象。
【当堂达标训练】
1、同一原子的基态和激发态相比较（）
A、基态时的能量比激发态时高
B、基态时比较稳定
C、基态时的能量比激发态时低
D、激发态时比较稳定
2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（）
A、钢铁长期使用后生锈
B、节日里燃放的焰火
C、金属导线可以导电
D、夜空中的激光
3．玻尔理论不能解释（）
A. H原子光谱为线状光谱
B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量----电磁波
C. H原子的可见光区谱线
D. H原子光谱的精细结构
4．首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是（）
A. 道尔顿
B. 爱因斯坦
C. 玻尔
D. 普朗克
5．画出下列原子或离子的结构示意图：
Mg O Cl Si
H Ne Na+S2-。