选修三第一章第一节___原子结构
人教版高中化学选修三第一章 第一节 原子结构(第3课时)
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。
核外电子运动的特征
⑴ 核外电子质量小(只有9.11×10-31 kg)，运动空间 小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)。
⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。 ⑶无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出 其在核外空间某处出现的机会的多少(概率)。
用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱
特征:暗背景,
亮线, 线状不连续
锂、氦、汞的发射光谱 特征汞的吸收光谱
原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光， 可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光 谱，总称原子光谱。
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
①③⑤ 下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_______是 ②④⑥ 原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图_______是原子由 激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特 征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射 光谱连接。
五、电子云与原子轨道 思考： 宏观物体的运动特征：
课堂练习
1、当镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时，以下说法正确的是 （ A ） A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量 D．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量
2、判断下列表达是正确还是错误？ (1) 1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态
(2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态
构造原理： 1s；2s ； 2p 3s ； 3p 4s ； 3d 4p 5s； 4d 5p 6s ；4f 5d 6p 7s
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。
高中化学鲁科版选修三课件：第1章 第1节 原子结构模型(25张PPT)
3．玻尔原子结构模型的基本观点
运动 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原__子__核__运 轨迹 动，并且不辐射能量 能量 在不同轨道上运动的电子具有_不__同__的能量，而且能量 分布 是_量__子__化_的。轨道能量依n(电子层数)值(1,2，3，…)的
增大而_升__高_ 对氢原子而言，电子处于n＝1的轨道时能量最低，称为 电子 _基__态_；能量高于基态的状态称为_激__发__态__。电子在能量 跃迁 不同的轨道之间跃迁时，辐射或吸收的能量以光的形式 表现出来并被记录下来，就形成了_光__谱_
•8、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不 能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。 2022/4/132022/4/132022/4/132022/4/13
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
立核外电子分层排布模型→20 世纪 20 年代产生了量子力学模型。
量子力学对原子核外电子运动状态的描述
1．原子轨道
(1)电子层(n) 分层标准
电子离核的远近
n 的取值 1 2 3 4 5 6 7
符号 能量
K LM N O P Q 由低 到 高 ―――→
离核
由 近到远 ―――→
(2)能级 在同一电子层中，电子所具有的能量可能 不同 ，所以同一
5．填空。 (1)用符号填写电子层所含能级种类： K 层：_1_s；L 层：_2_s、__2_p_；M 层：3_s_、__3_p_、__3_d_；N 层：_4_s_、__4_p_、__4_d_、__4_f。 (2)用数字填写能级所含原子轨道数目： s：__1__；p：__3__；d：__5__；f：__7__。 (3)比较下列原子轨道的能量高低(填“＜”“＝”或“＞”)。 ①4s_＞___3s_＞___2s__＞__1s； ②3px__＝__3py__＝__3pz； ③4f__＞__4d__＞__4p__＞__4s； ④1s_＜___2p_＜___3d__＜__4f。
高中化学选修3教案：第一章第一节原子结构
第一章第一节原子结构一、设计思想新课程标准要求中学化学立足于学生，适应现代生活和未来发展的需要，培养学生解决实际问题的能力，教学应确立以促进学生发展为主的教育目标，着眼于学生的发展，因此教学的设计应注重学生的主体地位，发挥教师组织和引导的主导作用，调动学生的主动性和积极性，激发学生学习化学的兴趣。
二、教材分析《原子结构》选自化学选修3第一章第一节,,属于物质结构理论基础知识,是中学化学最重要的基本理论之一,而原子结构又是学习物质结构理论和元素周期律的基础,因此原子结构是本单元也是高中化学的教学重点。
本节知识充分考虑了初中化学和化学2中的原子结构知识的基础上，教科书不再重复建立原子结构的概念，而是直接建立核外电子的能层（即“电子层”）和能级（即“电子亚层”）的概念，给出每一个能层有几个能级，每个能级最多可以容纳几个电子，有了能层和能级的概念，直接给出构造原理，并根据构造原理进行核外电子排布；学生对原子结构知识的认识是一个逐步深入的过程，同时，课本直接把构造原理看做一个经验规律，直接给出了原子核外电子排布顺序，体现了很大的工具作用，使学生直接会用。
三、教学方法复习法、延伸归纳法、讨论法、引导分析法四、学情分析课后反思1410621062622能级最多电子数74f54d 34p 53d 1813s M 812s L 322能层最多电子数1331原子轨道数4s 3p 2p 1s 能级符号NK 能层各能层、能级中最多电子数：最多电子数=原子轨道数×21s<2s<3s<4s<5s …能量：ns<np<nd<nf …能量：2p<3p<4p<5p<6p …各能层最多电子数=2(能层序数)2[思考]钾原子的电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9？［板书］三、构造原理［投影］图1-2构造原理：［讲］在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上。
鲁科版高中化学选修三课件：1.1.1 原子结构模型 (共21张PPT)
[质疑] 根据卢瑟福的原子结构模型和经典的 电磁学观点，围绕原子核高速运动的电子 一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应 是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢 原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续
光谱呢？
2、在卢瑟福的原子结构模型的基础上提 出玻尔(Bohr)的原子结构模型 （玻尔理 论的三个假设）。 （1） 原子中的电 子在具有确定半径 的圆周轨道上绕原
卢瑟福原子模型
根据Α粒子散射实验原子的“核式模型”
波尔原子模型
原子结构的量子力学模型 （电子云模型）
一、氢原子光谱和波尔的原子结构模型 [联想· 质疑]
对于“光”这种物质，如阳光、火光、 灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有 些光是由原子在一定的条件下产生的吗？ 原子发光的基本特点是什么？怎样用原子
结构知识来解释原子的发光现象？
1、氢原子光谱
狭义的光：波长400~700nm之间的电磁波； 广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、 紫外光、X射线等。
[知识支持] 连续光谱(continuous spectrum)：
若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光 所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨， 则所得光谱为连续光谱。如阳光等。
子核运动，并且不
辐射能量；
（2）不同轨道上运动的电子具有不同能 量，而且能量是量子化的，轨道能量依n 值（1、2、3、· · · · · ）的增大而升高，n称 为量子数。对氢原子而言，电子处在n=1 的轨道是能量最低，称为基态，能量高于 基态的状态，称为激发态；
（3）只有当电子从一个轨道（能量为Ei） 跃迁到另一个轨道（能量为Ej）时，才会 辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量 以光的形式表现并被记录下来，就形成了 光谱。
玻尔理论的局限：
人教版化学选修三 1.1《原子结构(第一课时)》课程教学设计
选修3第一章《物质结构与性质》第一节原子结构：(第一课时)教学设计一、教学目标1、知识与技能：（1）进一步认识原子核外电子的分层排布（2）知道原子核外电子的能层分布及其能量关系、能级分布及其能量关系（3）了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布（4）能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布2、方法和过程：复习回顾与知识沿伸、类比和归纳如能层类比楼层，能级类比楼梯。
3、情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。
二、教学重点难点根据构造原理写出1~36号元素原子的电子排布式三、教学准备课件准备四、学习方法：预习法、阅读法、归纳法、讨论法五、教学方法：讲解、讨论、归纳、探究法七、教学过程（一）情景引入简介原子结构理论衍变道尔顿原子模型：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。
原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球汤姆生原子模型：电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。
汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。
卢瑟福原子模型：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。
原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。
玻尔原子模型：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。
不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。
电子云模型：现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少。
电子在核外空间的概率分布图就像“云雾”笼罩在原子核周围。
因而提出了“电子云模型”。
【板书】第一节原子结构（二）讲授新课一、开天辟地——原子的诞生学生阅读P4页相关内容，总结出宇宙大爆炸——2小时后，诞生物质中最多为氢（88.6%），少量为氦（1/8），极少量为锂——融合形成其他元素。
第一章_第1节_原子结构模型知识点及练习[选修3]鲁科版
![第一章_第1节_原子结构模型知识点及练习[选修3]鲁科版](https://img.taocdn.com/s3/m/9eab8ef40242a8956bece491.png)
第1节原子结构模型一、原子结构模型的提出1、道尔顿原子模型（1803年）：原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
2、汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
（“葡萄干布丁模型”）3、卢瑟福原子模型（1911年）：在原子的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，就像行星环绕太阳运转一样。
（“卢瑟福核式模型”）4、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。
（“玻尔电子分层排布模型”）5、电子云模型（1927年~1935年）：现代物质结构学说。
（“量子力学模型”）【例1】下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是（）①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型A、①③②⑤④B、④②③①⑤C、④②⑤①③D、④⑤②①③二、原子光谱和波尔的原子结构模型1、原子光谱：光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一，不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
（1）通常所说的光是指人的视觉所能感觉到的在真空中波长介于400~700nm之间的电磁波。
不同波长的光在人的视觉中表现出不同的颜色，按波长由长到短依次为红橙黄绿青蓝紫。
实际上，广义的光即电磁波，除了可见光外，还包括红外光、紫外光、X射线等。
（2）人们在真空放电管内充入低压氢气，并在放电管两端的电极间加上高压电时，氢气会放电发光，利用三棱镜可观察到不连续的线状光谱。
（3）光谱分为连续光谱和线状光谱，氢原子光谱为线状光谱。
线状光谱：具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱（图1-1）锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱图1-1连续光谱：由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨所得的光谱，如阳光形成的光谱。
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➢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。
2020/3/26
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”
2020/3/26
注意：
①小黑点不表示电子，只表示 电子在这里出现过一次。
②小黑点的疏密表示电子在核外 空间单位体积内出现机会的多少。
复习巩固：
原子的构成？
原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数
质量数=质子数+中子数
A
Z
N
同位素：Z同N不同的原子
周期序数= 电子层数=能层数 主族序数= 2020/3/26 最外层电子数
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讨论： 19号K的核外电子排布究竟是哪种？
观点一： 1s22s22p63s23p63d1
6C ：1s2 2s22p2
1s 2s
2p
① ↑↓ ↑↓ ↑↓
②
1s ↑↓
2s ↑↓
2p ↑↑
③
1s ↑↓
2s ↑↓
2020/3/26
2p ↑↓
谁 对 谁 错？
2.洪特规则（先占位后配对）
多个电子在同一能级的不同轨道上排布时，
将尽可能分占不同轨道且自旋方向相同。
构造原理 1s22s22p63s23p64s23d4
查阅结果 1s22s22p63s23p64s13d5
24Cr电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d54s1
洪特规则 特例
绝大多数基态原子都遵循构造原理。但少数几个
有1个电子的偏差（铜、银、金、铬）。
2020/3/26
4.简化电子排布式 例如 Na：1s22s22p63s1
原子轨道的表示及排序
4s
能 量 3s
2s
2020/3/26
1s
3d
3p
2p
①每个轨道里排几个电子？ ②多个电子在能量相同的 轨道里又是怎样排布的？
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 （第3课时）
2020/3/26
六、核外电子排布规律
1.泡利不相容原理
同一个原子轨道中最多只能容纳2个电 子，且这2个电子的自旋方向必须相反。
价电子数是 6 。 2020/3/26
练习：
下列各原子或离子的电子排布 式错误的是（ BC ）
A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6
B. O2- 1s22s23p4 C. Cl- 1s22s22p63s23p5
D. Ar 1s22s22p63s23p6 2020/3/26
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构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高
低顺序，可由公式得出：ns<(n－2)f<(n－1)d<np。
构造原理是绝大多数基态原子核外电子排布 所遵循的顺序。
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思考：查阅元素周期表中的24Cr的电子排布情 况，是否遵循构造原理？
③电子云只是形象地表示电子在 核外空间出现的概率高低,而实际 上并不存在。 2020/3/26
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
2020/3/26
b．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）。
观点二： 1s22s22p63s23p64s1
ns﹤np﹤nd﹤ nf
4
3 2 1 2020/3/26
4f
4d
能
4p 3d
级
4s 3p
交
3s
错
2p
2s
1s
三、构造原理与电子排布式 1、构造原理：
原子核外电子先占有能量低的轨道，然后依 次进入能量较高的轨道，这样能使整个原子的能 量处于最低状态。
具体表现为电子填充顺序： 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d
P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大 2020/3/26
p能级的原子轨道
①形状：纺锤形（哑铃形、8字形）。 ②数目：p能级共有3个原子轨道,相互垂直, 能量相等。 如2px、2py、2pz ③半径：能层序数n越大,轨道半径越大。
d能级的原子轨道
①形状：花瓣形。 ②数目：d能级共有5个原子轨道,能量相等。 ③半径：能层序数n越大,轨道半径越大。
（2）电子云
①概念:看电起子来在像原一子片核云外雾出，现形概象率称的为统电计象化描述。
②含义：
电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积
内出现的机会多，反之，出现的机会少。
看起来像
如：H的电子云图
一片云雾
2020/3/26
图中 表示原子核，一个小黑点代表电 子2020在/3/26 这里出现过一次
[Ne]3s1
表示钠的内层电子排布与稀有气体元素 Ne的核外电子排布相同。
2020/3/26
练习：
写出O、Si、Fe的简化电子排布式。
O： [He]2s22p4 Si： [Ne]3s23p2 Fe： [Ar]3d64s2
上式方括号里的符号的意义是：
该元素的内层电子排布和上周期末稀有气体元素
的电子排布相同。
↑↓
2020/3/26
此时原子 的总能量 最低，体 系最稳定。
电子排布图=轨道表示式
1s
1H轨道表示式
↑
1s
2He轨道表示式 ↑↓
3Li轨道表示式
1s 2s ↑↓ ↑
4Be轨道表示式 B 轨道表示式 52020/3/26
1s 2s
↑↓ ↑↓
1s 2s
2p
↑↓ ↑↓ ↑
多个电子在同一能级的不同轨道上如何排布？
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 （第1课时）
一.开天辟地—原子的诞生
1932年勒梅特首次提出了 现代宇宙大爆炸理论。
宇宙 大爆炸
2h后 诞生
大量的H 少量的He 极少量的Li
原子核的 熔合反应
合成
其 他 元 素
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。
2020/3/26
第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 （第2课时）
2020/3/26
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练习：
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；
(3)它的价电子排布式为 3d5 4s1 ，