1、第一節第一節 原子結構原子結構 原子核外電子排布原子核外電子排布物質結構物質結構 元素周期律元素周期律考試說明考試說明1.了解元素、核素和同位素的含義。了解元素、核素和同位素的含義。2.了解原子的組成，了解原子序數、核電荷數、質子數、了解原子的組成，了解原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系。中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系。3.了解原子核外電子排布。了解原子核外電子排布。選修三選修三1.了解核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素了解核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素（1-36號）原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態。號）原子

2、核外電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態。誕生于誕生于其他元素其他元素其其他他元元素素一、開天辟地一、開天辟地原子的誕生原子的誕生1.1.宇宇宙宙大大爆爆炸炸大量氫大量氫少量氦少量氦極少量鋰極少量鋰原子核的原子核的融合反應融合反應約約2h2h后后誕生誕生2.2. 是宇宙中最豐富的元素。是宇宙中最豐富的元素。3.3.恒星仍在合成元素，這些元素是恒星仍在合成元素，這些元素是 的。的。4.4.地球上的元素絕大多數是地球上的元素絕大多數是 。大大爆爆炸炸大量氫大量氫少量氦少量氦極少量鋰極少量鋰氫氫已知已知金屬金屬請同學指出粒子符號中各數字的含義請同學指出粒子符號中各數字的含義XAZmnb質量數質量數

3、所帶正負電所帶正負電性及電荷數性及電荷數化合價化合價質子數質子數所含所含X的原子數的原子數 二、二、 原子的構成原子的構成原子原子原子核原子核核外電子核外電子質子質子中子中子相對質量相對質量1.0071.0081836 1質子數決定質子數決定 種類種類中子數決定中子數決定 種類種類最外層電子數決定元素的最外層電子數決定元素的 性質性質決定原子質量決定原子質量將原子核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值加將原子核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值加起來所得的數值，叫起來所得的數值，叫。XAZ元素元素原子原子化學化學2. 原子的構成原子的構成核電荷數核電荷數=原子序數質子數核外電子數原子序數

4、質子數核外電子數質量數（質量數（A）= 質子數（質子數（Z）+ 中子數（中子數（N）思考：對于陰、陽離子，兩條等式還能成立嗎？思考：對于陰、陽離子，兩條等式還能成立嗎？質子數質子數核外電子數核外電子數 質子數質子數核外電子數核外電子數 原子原子M 陰離子陰離子Mn- 質子數質子數= =核外電子數核外電子數+n+n 質子數質子數= =核外電子數核外電子數-n-n原子原子M 陽離子陽離子Mn+ 失失ne -陽離子陽離子: :陰離子陰離子: 得得ne -B 隨堂練習隨堂練習 R原子的質量數為原子的質量數為Y，m g R2-離子中含電子離子中含電子Xmol。則。則R原子核內中子數為（）原子核內中子數為

5、（） A. (mY+XY-2m)/m B. Y-X+2 C. (mY-XY+2m)/m D. Y-X-2隨堂練習隨堂練習(一一)常見的等電子物質常見的等電子物質 （1） 核外電子總數為核外電子總數為2個電子的微粒個電子的微粒 （2） 核外電子總數為核外電子總數為10個電子的微粒個電子的微粒 分子：分子：_ 陽離子：陽離子：_ 陰離子：陰離子：_ Na+ Mg2+ Al3+ NH4+ H3O+N3 O2 F OH NH2 HF H2O NH3 CH4 Ne3. 特殊結構的微粒特殊結構的微粒He 、Li+、Be2+、H-通常通常10電子粒子之間的相互反應：電子粒子之間的相互反應：OH-+H3O+=

6、2H2OOH-+NH4+=NH3+H2OF-+H3O+=HF+H2O 核外有核外有14個電子的粒子：個電子的粒子：（3） 核外電子總數為核外電子總數為18個電子的微粒個電子的微粒 分子：分子：_ 陽離子：陽離子：_ 陰離子：陰離子：_ K+ Ca2+ P3 S2- Cl- HS- O22- Ar F2 HCl H2S PH3 SiH4 H2O2 C2H6 N2H4 CH3F、CH3OHSi、N2、CO、C2H2、HCN、CN-、C22-H2SN3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+ 、 NeHF、OH-NH2-、H2ONH3 、H3O+CH4 、NH4+K+ 、Ca2+ 、 S2- 、

7、Cl- 、Ar、p3-SiH4 C2H6 N2H4 CH3F CH3OHHCl F2 HS- O22-PH3、H2O2單核單核雙核雙核三核三核四核四核四核以上四核以上1818電子電子粒子粒子1010電子電子粒子粒子離子：離子：OH-、NH2-（9個質子）；個質子）； H3O+、NH4+（11個質子）；個質子）； Cl-（17個質子）個質子）分子：分子：Si、CO、C2H2 、HCN（14個質子）；個質子）；分子和原子：分子和原子： O2（16個質子）個質子）(二二)等質子數微粒等質子數微粒F- Na+ HS-N2S具有雙核具有雙核10個電子的共價化合物的化學式是個電子的共價化合物的化學式是 ，

8、三核三核10個電子的共價化合物的化學式是個電子的共價化合物的化學式是，四核四核10個電子的共價化合物的化學式是個電子的共價化合物的化學式是 ，五核五核10個電子的共價化合物的化學式是個電子的共價化合物的化學式是。以上四種化合物的熱穩定性由小到大的順序是以上四種化合物的熱穩定性由小到大的順序是 。HFH2ONH3CH4HFH2ONH3CH4隨堂練習隨堂練習三、元素、核素、同位素三、元素、核素、同位素1.元素：元素： 具有相同具有相同核電荷數核電荷數(質子數質子數)的同一類原子的總稱。的同一類原子的總稱。H11H21H31或或T氕氕氘氘氚氚或或D具有一定數目質子和一定數目中子的具有一定數目質子和一

9、定數目中子的一種原子一種原子2.核素：核素：簡單地說一種簡單地說一種原子原子就叫一種就叫一種核素核素氫元素有：氫元素有：11H、 21H 、 31H硼元素有：硼元素有： 105B、115B碳元素有：碳元素有：126C、 136C 、 146C氧元素有：氧元素有：168O、 178O 、 188O氯元素有：氯元素有：3517Cl 、 3717Cl 鈾元素有：鈾元素有：23492U、 23592U 、 23892U3.同位素：同位素： 質子數相同質子數相同而而中子數不同中子數不同的同一元素的不同的同一元素的不同 原子（核素）原子（核素）同一元素的各同位素原子質量數不同，核外電子數同一元素的各同位素

10、原子質量數不同，核外電子數相同，化學性質幾乎完全相同。相同，化學性質幾乎完全相同。不同同位素的原子構成的單質是不同的分子不同同位素的原子構成的單質是不同的分子(如：如：16O2、 18O2)，某些物理性質有所不同，化學性質幾乎相同。，某些物理性質有所不同，化學性質幾乎相同。 天然存在的某種元素，不論是游離態還是化合態，天然存在的某種元素，不論是游離態還是化合態， 各種同位素的原子物質的量百分比不變。各種同位素的原子物質的量百分比不變。不同同位素構成的化合物是不同的分子不同同位素構成的化合物是不同的分子(如：如：H2O、D2O、T2O)。某些物理性質不同，化學性質幾乎相同。某些物理性質不同，化學

11、性質幾乎相同。同位素的性質：同位素的性質：Cl1735Cl17370.75770.2423注意：不是所有的元素都有同位素。注意：不是所有的元素都有同位素。同位素的應用：同位素的應用： 同位素在日常生活、工農業生產和科學研究中有同位素在日常生活、工農業生產和科學研究中有著重要的用途。著重要的用途。考古時利用考古時利用 測定一些文物的年代；測定一些文物的年代； 用于制造氫彈；用于制造氫彈；利用放射性同位素育種、治療癌癥和腫瘤。利用放射性同位素育種、治療癌癥和腫瘤。C146HH3121和鈾鈾-235是制造核武器的主要材料之一。是制造核武器的主要材料之一。但在天然礦石中鈾的但在天然礦石中鈾的3種同位素

12、共生，其中鈾種同位素共生，其中鈾-235的含量非常的含量非常低，只有約低，只有約0.7%。只有把其他同位素分離出去，不斷提高鈾。只有把其他同位素分離出去，不斷提高鈾235的豐度，它才能用于制造核武器。的豐度，它才能用于制造核武器。 核素核素1核素核素n同位素同位素元元 素素 元素、核素、同位素三者的關系元素、核素、同位素三者的關系同分異構體、同系物、同位素、同素異形體的比較同分異構體、同系物、同位素、同素異形體的比較對象對象同、異同、異性質性質同位素同位素原子原子相同質子數相同質子數不同中子數不同中子數物理性質不同物理性質不同化學性質相同化學性質相同同素異同素異形體形體單質單質同一種元素組成同

13、一種元素組成不同單質不同單質物理性質不同物理性質不同化學性質相似化學性質相似同分異同分異構體構體有機物有機物相同分子式相同分子式結構不同結構不同物理性質不同物理性質不同化學性質也不一定相同化學性質也不一定相同同系物同系物有機物有機物結構相似結構相似組成相差組成相差n個個CH2物理性質不同物理性質不同化學性質相似化學性質相似下列說法正確的是下列說法正確的是_ 質子數相同的微粒一定屬于同一種元素質子數相同的微粒一定屬于同一種元素同位素的性質幾乎相同同位素的性質幾乎相同質子數相同，電子數也相同的兩種微粒，質子數相同，電子數也相同的兩種微粒， 不可能是一種分子和一種離子不可能是一種分子和一種離子電子數

14、相同的微粒不一定是同一種元素電子數相同的微粒不一定是同一種元素一種元素只能有一種質量數一種元素只能有一種質量數有質子的微粒不一定有中子。有質子的微粒不一定有中子。有質子的微粒不一定有電子。有質子的微粒不一定有電子。 1.9931026kg1個原子的質量個原子的質量1個個12C原子的質量原子的質量612如如16O的相對原子質量：的相對原子質量：8Ar（16O）82.6571026kg1215.998(3)原子的近似相對原子質量原子的近似相對原子質量(2)原子的相對原子質量原子的相對原子質量質量數質量數4. 幾個幾個“量量”的比較的比較指原子的實際質量，也稱絕對質量。如一個指原子的實際質量，也稱絕

15、對質量。如一個16O氧原子氧原子的質量是的質量是2.65710-26kg注意：原子的質量數和原子的相對原子質量不能劃等號注意：原子的質量數和原子的相對原子質量不能劃等號 原子的質量：原子的質量：(4)元素的相對原子質量元素的相對原子質量如氯元素的相對原子質量：如氯元素的相對原子質量：Ar（Cl） 34.96975.77%36.96624.23% 35.453 (5)元素的近似相對原子質量元素的近似相對原子質量元素的近似相對原子質量元素的近似相對原子質量A1a1% A2a2% Ar（Cl） 3575.77%3724.23% 35.485.%2211aMaMM是這種元素的各種同位素原子的相對原子質

16、量的平均值是這種元素的各種同位素原子的相對原子質量的平均值這種元素的各種同位素原子的近似相對原子質量的平均值這種元素的各種同位素原子的近似相對原子質量的平均值練習：某文獻資料上記載的相對原子質量數據摘錄練習：某文獻資料上記載的相對原子質量數據摘錄如下：如下：35Cl34.96975.77%35Cl3575.77%37Cl36.96624.23%37Cl3724.23%平均平均35.453平均平均35.485試回答下列問題：試回答下列問題：（1）34.969是表示是表示 ；（；（2） 35.453是表示是表示 ；（3）35是表示是表示 ；（；（4）35.485是表示是表示 ；（5）24.23%是

17、表示是表示 。隨堂練習隨堂練習A隨堂練習隨堂練習D同位素之間的轉化不是化學變化，是核反應同位素之間的轉化不是化學變化，是核反應 核外電子核外電子質量小質量小(只有只有9.1110-31 kg)，運動空間小運動空間小（相對于（相對于 宏觀物體而言）宏觀物體而言），運動速率大運動速率大(近光速近光速)。無確定的軌道無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。，無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間，只能指出其在核外空間 某處出現的機會的多少某處出現的機會的多少(概率概率)。三、原子核外電子的排布三、原子核外電子的排布電子在核外的原子軌道運動嗎電

18、子在核外的原子軌道運動嗎?如何表示它的運動狀態？如何表示它的運動狀態？氫原子的氫原子的1s電子在原子核電子在原子核外出現的概率分布圖外出現的概率分布圖電子云：電子在原子核外出現的電子云：電子在原子核外出現的概率概率分布圖。分布圖。小黑點不表示電子，只表示電子小黑點不表示電子，只表示電子在這里出現過一次。在這里出現過一次。小黑點的疏密表示電子在核外空小黑點的疏密表示電子在核外空間出現的概率的大小。間出現的概率的大小。電子云只是形象地表示電子出現電子云只是形象地表示電子出現在各點的概率高低，而實際上并在各點的概率高低，而實際上并不存在不存在。離核越近，電子出現的概率越大離核越近，電子出現的概率越大

19、 多電子的原子核外電子的能量是不同的，按電子多電子的原子核外電子的能量是不同的，按電子的的能量差異能量差異，可以將核外電子分成不同的能層。，可以將核外電子分成不同的能層。1. 能層能層(電子層電子層)1234567K L M N O P Q由內到外，電子層的能量逐漸升高由內到外，電子層的能量逐漸升高每一個能層最多可容納的電子數每一個能層最多可容納的電子數2n2 在多電子原子中，在多電子原子中，同一能層同一能層的電子，的電子，能量能量可以可以不同不同，還可以把它們分成能級。還可以把它們分成能級。能級分別用能級分別用s、p、d、f 等符等符號來表示。號來表示。 2. 能級能級(電子亞層電子亞層)能

20、級數能級數_能層序數能層序數每個能級最多容納的電子數依次為每個能級最多容納的電子數依次為_= =1、3、5、7的二倍的二倍常把電子出現的概率約為常把電子出現的概率約為90%的空間圈出來得到電子的空間圈出來得到電子云輪廓圖，人們把這種電子云輪廓圖稱為云輪廓圖，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道原子軌道。3. 原子軌道原子軌道S 軌道是軌道是_的，每個的，每個S 軌道含有軌道含有_原子軌道。原子軌道。3. 原子軌道原子軌道(1) S軌道軌道能層序數能層序數n越大越大，原子軌道半徑，原子軌道半徑_。球形對稱球形對稱一個一個越大越大(2) p軌道軌道P軌道是軌道是_的，每個的，每個P軌道有軌道有_個原

21、子軌道，分個原子軌道，分別以別以_表示，它們表示，它們_ 。 啞鈴形啞鈴形3相互垂直相互垂直px,py,pz在同一能層的在同一能層的px、py、pz的能量的能量_。相同相同能層序數能層序數n越大越大，原子軌道平均半徑，原子軌道平均半徑_。越大越大d軌軌道道原原子子軌軌道道圖圖f 軌道的原子軌道圖軌道的原子軌道圖能層能層原子軌道原子軌道類型類型原子軌道原子軌道數目數目可容納的可容納的電子數電子數11s22s 2p33s 3p 3d44s 4p 4d 4fn-量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。軌道。各電子層包含的原子軌

22、道數目和可容納的電子數：各電子層包含的原子軌道數目和可容納的電子數：n22n2149162818324. 核外電子排布規則（選修核外電子排布規則（選修3）1.什么是能量最低原理？泡利不相容原理？洪特規則？什么是能量最低原理？泡利不相容原理？洪特規則？(1)能量最低原理：能量最低原理： 原子的電子排布遵循原子的電子排布遵循構造原理構造原理能使整個原子能使整個原子的能量處的能量處于最低狀態。于最低狀態。 (2)泡利原理：泡利原理：每個原子軌道里最多只能容納每個原子軌道里最多只能容納2個個電子，且電子，且自旋方自旋方向向相反，此時原子的總能量最低，最穩定。相反，此時原子的總能量最低，最穩定。 (3)

23、洪特規則：洪特規則：電子在電子在能量相同的軌道能量相同的軌道上排布時，將盡可上排布時，將盡可能能分占不同的軌道分占不同的軌道，且，且自旋方向相同自旋方向相同。當能量相同的軌道上的電子排布為當能量相同的軌道上的電子排布為全充滿（全充滿（p6，d10，f14） 、半充滿（半充滿（p3，d5，f7）或全空（）或全空（p0，d0，f0）狀態時比較穩定，狀態時比較穩定，整個體系的能量最低。整個體系的能量最低。 (1)相同電子層的不同軌道的能量順序相同電子層的不同軌道的能量順序 ： nsnpndnf(2)英文字母相同的不同軌道的能量順序：英文字母相同的不同軌道的能量順序： 1s2s3s4s；2p3p4p; 3d4dns (n-2)f