1.1.1 原子结构-2024-2025学年高二化学同步教学课件（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第一讲 原子结构 第一课时 1 目录 CONTENTS 前言 01 原子结构与性质 02 基态与激发态 原子光谱 03 2 前言 01 3 1.化学研究的是构成宏观物体的物质 一、前言 一、研究物质的组成与结构 二、研究物质的性质与变化 决定 决定 “原性论” 4 一、前言 物质的组成与结构如何决定物质的性质与变化呢？ 物质的元素组成决定了物质的性质 为什么不同元素有不同性质？ 为什么有的元素性质相似？ 原子结构不同或相似 原子结构如何决定元素性质？ 第一章 内容 5 一、前言 分子组成完成不同，却由于有 类似的结构而有某些近似的性质 第一种磺胺药-对 氨基苯磺酰胺用于医学 磺胺药在结构上类似于细菌 必须的营养物---对氨基苯甲酸 合成了许多不同结构磺胺药 6 一、前言 分子的组成决定了物质的性质 有的分子的组成形同却有不同的性质 O2和O3 CO易燃，CO2却能灭火 分子式为C2H6O的物质 可能有两种不同的结构 分子的结构也是决定物质性质的重要因素 7 2.21世纪化学的重要课题之一 一、前言 模拟生物体中酶的结构 通过分子设计，创造与酶结构 相似从而具有酶的性质的物质 第二章 认识分子结构与性质 8 一、前言 晶体结构是决定物质性质的有一个重要因素 金刚石与石墨 贝壳的无机成分主要是CaCO3 内层叫霰石 外壳叫方解石 9 一、前言 第三章 认识晶体结构与性质 10 二、原子结构与性质 02 11 二、原子结构与性质 1.原子结构-原子结构与元素的性质 “原子”一词源自古希腊语“ATOM”，是不可再分的意思。古希腊哲学家假想原子是世间万物最小的微粒。19世纪初，英国人道尔顿创立了近代原子学说，假设原子是化学元素中的最小粒子，每一种元素有一种原子。20世纪初，人们终于认识到原子不是最小的粒子，而且有复杂的结构。对原子结构的认识为元素周期律找到了理论根据。原子的基本性质，如原子半径、电离能和电负性等都与原子结构密切相关，因而也呈现周期性。 12 二、原子结构与性质 1.原子结构 1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表 1920年，丹麦科学家波尔提出了构造原理 开启了用原子结构解释元素周期律的篇章 波尔的“壳层”落实为“能层”与“能级” 厘清了核外电子的可能状态 1936年，德国科学家马德隆发表了以 原子光谱 事实为依据的完整的 构造理论 13 二、原子结构与性质 2.能层与能级-能层(shell) 电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及 所能容纳的最多电子数如下： 能层越高，电子的能量越高 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 2×12 2×22 2×32 2×42 2×52 2×62 2×72 2n2 King Queen 14 二、原子结构与性质 2.能层与能级-能级(level) 同一个能层的电子，还会被分成不同能级 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ... 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 1×2 3×2 5×2 7×2 任一能层的能级总是从__开始，依次______________ s s、p、d、f... 能级数_____该能层序数 等于 1,3,5,7...的2倍 同一能层各能级的能量顺序_________________________ E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf) 15 二、原子结构与性质 2.能层与能级-能级(level) （1）一个能层的能级数与能层序数（n）间存在什么关系？一个能 层最多可容纳的电子数与能层序数(n）间存在什么关系? （2）以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、 4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同? （3）第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？ 各能级最多容纳多少个电子? (注：本书只要求到f能级。） 16 二、原子结构与性质 2.能层与能级-能级(level) 17 三、基态与激发态 原子光谱 02 18 三、基态与激发态 原子光谱 1.基态原子 处于最低能量状态的原子叫基态原子 基态原子稳定。 2.激发态原子 当基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高的能 级，变成激发态原子。 基态原子 激发态原子 吸收能量 释放能量 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式之一 如：焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等 19 三、基态与激发态 原子光谱 3.原子光谱 不同元素原子的电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原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。 E0 E1 E2 E3 En 激发态能级 基态能级 吸收光谱 发射光谱 20 三、基态与激发态 原子光谱 3.原子光谱 在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。 光谱分析仪 不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，也可以发射不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子的吸收光谱和发射光谱。 锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱 特征谱线 21 下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_______是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。 ①③⑤ ②④⑥ 三、基态与激发态 原子光谱 4.光谱分析 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线 来鉴定元素，称为光谱分析。元素的发现等 通过原子光谱发现许多元素。 如： 铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特 征的蓝光和红光。 又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了 稀有气体氦。 23 1．(2023春·高二课时练习)下列关于能层和能级的说法正确的是 A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2 B．能层序数较大的能级，能量不一定较高 C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多 【答案】B 【详解】A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误； B．能层序数越大的能级能量不一定越高，如4s的能量低于3d，故B正确； C．不同能层的s轨道，能层序数越大的其能量越高，即1s<2s<3s，故C错误； D．p能级上有3个原子轨道，轨道数相同，故D错误。 故选B。 2．下列关于能层与能级的说法中不正确的是 A．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2 B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序 数 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数相同 D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相同 【解析】A．各电子层最多容纳电子数2n2（n为电子层数），故A错误；B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故B正确；C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的， 都是2个，故C错误；D．各能层含有的能级数与其能层数相等，所以不同能层中含有的能级数 不同，故D错误； 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ... 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 50 基态原子 激发态原子 吸收能量 释放能量 发射光谱 吸收光谱 能量较高 能量最低 $$