1.1原子结构 讲义-2021-2022学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

学案部分 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构与性质 一、原子的诞生 1、我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约2小时，诞生了大量的氢、少量的氦及极少量的 锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的融合反应，分期分批地合成了其他 元素。(如图所示) 2、宇宙的组成元素： 二、原子的结构 1、原子结构概述：原子结构示意图 eg：K(钾) 2、能层：即电子层，根据多电子原子核外电子的能量差异可将核外电子分成不同的能层。 3、能级 (1)含义：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，因此同一能层也可分成不同的能 级(也可称为电子亚层)。 (2)各能层所包含的能级符号及各能层、能级最多容纳的电子数见下表 (3)能层与能级的关系 1、数量关系：能层数＝能级数＝能级序数 ①同能层不同能级：ns＜np＜nd 2、能量关系： ②同能级不同能层：1s＜2s＜3s＜4s ③不同能层、不同能级：能层的能量优先 (一般电子优先排入能量低的能层) 三、构造原理 1、构造原理 从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，核外电子一般是按下图所示的能级顺序填充的，填满一 个能级再填一个新能级。这个规律称为构造原理 2、能级交错现象：ns＞(n－1)p＞(n－2)d 3、电子排布式：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 四、电子云图与原子轨道 1、电子运动的特点：没有固定的运动轨迹，只能确定电子在原子核外空间各处出现的概率。 2、电子云：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。 3、电子云图：把电子出现的大概率空间圈出来得到的图形，称为电子云轮廓图，简称电子云图。 4、原子轨道 (1)定义：把电子在原子核外的一个空间运动状态称为原子轨道。 (2)能级、原子轨道数、原子轨道名称的关系 (3)小结：①不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同，能层序数n越大，原子轨道的半 径越大。 ②s能级只有一个原子轨道，且都是球形的，无伸展方向。 ③p能级有3个相互垂直的原子轨道，分别用px、py、pz表示。同一能层中px、py、pz的能量相 同，方向不同。 五、电子排布的三大原则 1、电子排布的三大原则 ①能量最低原理：电子总是优先排布在能量最低的能级里 ②泡利不相容原理：一个原子轨道里，最多容纳两个电子，且它们的自旋状态相反 ③洪特规则：电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同 2、电子排布图的书写 以铝原子(Al)为例，电子排布图中各符号、数字的意义为： 3、考点释义(注)： (1)自旋状态(方向)：自旋只有两种方向，顺时针方向和逆时针方向。 (2)原子的运动状态决定因素：能层、能级、原子轨道、自旋状态；(即同一原子中，不存在运动状态完全 相同的电子，也就是说，原子内有多少个电子，就有多少种运动状态的电子) (3)同一轨道全充满、半充满或全空的状态一般比较稳定。 全充满：s2、p6、d10、f14； 半充满：p3、d5、f7； 全空：p0、d0、f0。 因此，铬和铜的原子的电子排布图如下： 六、基态、激发态、光谱 1、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)。 (3)基态原子、激发态原子相互转化与能量的关系：__________________________ 2、考点释义(注)： (1)电子的跃迁不是化学变化。 (2)电子的跃迁一般发生在能量相近的能级之间。 (3)激发态原子释放能量变为基态原子时，其能量才能转化为可见光。 3、光谱 (1)定义：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放出不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸 收光谱和发射光谱，这些光谱统称为原子光谱。 (2)光谱分析及其应用：在现代化学中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。 (3)基态、激发态与光谱的联系：在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰 火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 (理解方法)不撞南墙不回头 (原理)电子总是按照能量由低到高的顺序依次填充排布 1 $1 种子化学出品 SCHF 种子化学家族 学案部分 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构与性质 一、原子的诞生 1、我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约 2 小时，诞生了大量的氢、少量的氦