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1、物质结构与性质,选修3,第一章 原子结构与性质,一、开天辟地原子的诞生,宇宙诞生于约140亿年前的一次大爆炸大爆炸后约2小时，诞生了 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。,大量的H，少量的He和极少量的Li,原子结构,2.构造原理(基态原子核外电子的排布遵循图),随着核电荷数的递增，绝大多数元素的原子，它的核外电子的排布将遵循1s 2p 3s 4p 5s 6s 4f,2s,3p 4s 3d,4d 5p,即：ns(n-2)f(n-1)dnp,3。原子核外电子排布遵循的三个原理.,（1）能量最低原理:原子的电子排布遵循的构造原理（能级图）使
2、整个原子的能量处于 状态。（基态原子）如：20Ca的电子排布式为,最低,20Ca：1s22s22p63s23p63d04s2,（2）泡利不相容原理:每个原子轨道最多容纳 个自旋状态不同的电子.如：2He的电子排布图为,2,不能为,（3）洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先且自旋状态如：7 N的外围电子排布图为:不能为 也不能为,单独占据一个轨道,相同.,试书写N、Cl、K、26Fe原子的电子排布式,Fe：1s22s22p63s23p63d64s2,Fe:Ar3d64s2,四、基态与激发态、原子光谱,4（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
3、收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子,可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析,不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的能量,表现为光的波长和强度形式,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,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,课堂练习,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?,宏观物体的运动特征：,可以准确地测出它们在某一时
4、刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。,微观物体的运动特征：,电子的质量很小，只有9.111031kg；核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；电子的运动速度很大；,测不准,(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,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”,as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 1 个伸展方向,2、原子轨道数和形状,2p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、
5、Pz）。,P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大,2、基态原子核外电子排布的表示方法,（1）原子结构示意图,1各原子轨道的能量高低比较,（1）nsnpndnf,（2）1s2s3s4s,（3）电子排布式：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？,（4）电子排布图：,如：7N,洪特规则的特例:在能量相同的原子轨道在全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态时，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr Ar3d54s1、29
6、Cu Ar3d104s1.,注意,已知某元素的原子序数是25，写出该元素原子的价电子层结构式，并指出该元素所属的周期和族。,其排布式为Ar3d54s2，,由于最高能级组数为4，其中有7个价电子，故该元素是第四周期B族。,课堂练习,元素周期表和元素周期律,按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。划分区的依据是什么？s区、d区、p区分别有几个纵列？,1、原子的电子构型和元素的分区,（3）元素电离能 第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为 气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号 I1表示，单位为kJ/mol。,同周期从左到右，第一电离能呈逐
7、渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；,同主族从上到下，第一电离能呈逐渐减小的趋势.,说明：同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第 A 族、第 A 族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、P.元素第一电离能的运用：a.电离能是原子核外电子分层排布的实验验证.b.用来比较元素的金属性的强弱.I1越小，金属性越强，表征原子失电子能力强弱.,（4）元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。,同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；,同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势.,电负性的运用:a.确定元素类型(一般1.8，非金属元素；1.7，离子键；1.7，共价键).c.判断元素价态正负（电负性大的为负价，小的为正价）.d.电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数（表征原子得电子能力强弱）,下表是第三周期部分元素的电离能（单位：eV）数据.第一电离能（I1），气态正离子继续失去电子所需最低能量依次称为第二电离能（I2）、第三电离能（I3）,下列说法正确的是(AC)A.甲的金属性比乙强 B.乙的化合价为1价C.丙一定为非金属元素 D.丁一定是金属元素,（见课本）,
