1.1.1 原子结构 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版选择性必修2

原子结构（第一课时） 小 物质是由什么构成的？ 战国时期墨子：一尺之捶，日取其半，万世不竭——《庄子·天下》。公元前5世纪古希腊哲学家：万物都是由间断的、不可分的微粒即原子构成的。 葡萄干面包 主要观点 物质由原子（atom)组成。 原子不能被创造和毁灭。 化学变化中不可分割、保持本性。 原子中正电荷均匀地分布在整个球体中，而带负电荷的电子则镶嵌在其中，中和了电荷。 模型的演变 阴极射线实验 体积很小相对质量为4的带正电粒子 α粒子散射实验 实心球 体积很小相对质量为4的带正电粒子 科学探究 卢瑟福通过实验推断出： 1、原子大部分是空的。 2、中间有一个几乎集中了原子的所有质量且体积很小的粒子——原子核。 3、电子随意地围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。 电子 α粒子通道 原子核 卢瑟福原子模型 主要观点 物质由原子组成。 原子不能被创造和毁灭。 原子是不可分割的实心球体。 原子中正电荷均匀地分布在整个球体中，而带负电荷的电子则镶嵌在其中，中和了电荷。 原子由原子核和核外电子构成，原子核很小且带正电荷，位于原子中心，电子带负电荷，随意地绕核做高速运动。 模型的演变 葡萄干面包 实心球 带核 原子结构模型的演变 丹麦物理学家玻尔 （N.Bohr,1885~1962) 玻尔模型 电子只能在原子核外具有特定能量的“壳层”中运动。 研究原子结构的方法——原子光谱 光谱： 按照一定能量次序排列的光带。 可见光光谱： 可以被人眼观察的光带。 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 为什么氢原子光谱是四条不连续的光带 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 能量的量子化 位置和能量是连续的 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 10 能量的量子化 位置和能量是连续的 ∆E 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 11 能量的量子化 位置和能量是连续的 位置和能量是不连续的 ∆E 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 12 能量的量子化 位置和能量是不连续的 位置和能量是连续的 ∆E1 ∆E2 ∆E3 ∆E4 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 13 原子光谱的产生 基态 K L M N 基态氢原子： 处于能量最低状态的氢原子。 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 14 原子光谱的产生 激发态 K L M N 能量 基态原子吸收能量，其中的电子会发生跃迁，由于电子跃迁，原子处于比基态能量高的状态，形成激发态原子。 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 15 原子光谱的产生 不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子吸收光谱。 锂、氦、汞的吸收光谱 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 16 原子光谱的产生 能量 K L M N 当电子从较高能量的状态跃迁至较低能量的状态，乃至基态时，会释放能量。 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 17 原子光谱的产生 光 K L M N 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 18 原子光谱 各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。 锂、氦、汞的吸收光谱 锂、氦、汞的发射光谱 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 19 原子光谱的应用（1）——发现新元素 He 氦 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 20 原子光谱的应用（2）——检验元素 不同元素的焰色试验 任务一：了解研究原子结构的方法——原子光谱 21 问题3 核外电子有什么运动特点和排布规律？ 电子只能在原子核外具有特定能量的“壳层”中运动。 玻尔模型 能层 任务二 认识能层 请填写下表，并将各能层按能量由低到高排序。 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 最多可容纳电子数 23 请填写下表，并将各能层按能量由低到高排序。 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多可容纳电子数 任务二 认识能层 24 请填写下表，并将各能层按能量由低到高排序。 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多可容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98 第n层最多可容纳的电子数为2n2 任务二 认识能层 25 请填写下表，并将各能层按能量由低到高排序。 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多可容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98 将能量按从低到高排序为： E(K)＜ E(L)＜ E(M)＜ E(N)＜ E(O)＜ E(P)＜ E(Q) 即离原子核越近，能量越低。 任务二 认识能层 26 1、一般来讲，核外电子总是尽量先排布在能量较低的能层，然后依次排布在能量逐渐升高的能层。 2、原子核外各能层最多容纳2n2个电子。 3、最外层最多容纳8个电子（K层为最外层最多只能容纳2个电子。） 小结：原子核外电子在能层中的排布规律 原子结构示意图 钠原子光谱 分析钠原子光谱时发现： 即便是相同的能层之间发生电子跃迁，也会出现多条谱线。 任务三 认识能级 多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。 还可以把一个能层分为不同能级。 任务三 认识能级 科学家据此进一步完善玻尔模型。 将所谓的“壳层”由“能层” 落实为“能层”中的“能级”。 29 1.任一能层的能级总是从s开始。 2.任一能层的能级数等于能层序数。 3.能级符号按照s、p、d、f、g……排序。 4.能级符号前面用数字表示能层序数。 例如，K层中只有1s能级，L层中有2s和2p能级 任务三 认识能级 30 请填写下表，归纳各能级最多可容纳的电子数有何规律。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 最多电子数 任务三 认识能级 31 请填写下表，归纳各能级最多可容纳的电子数有何规律。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 任务三 认识能级 32 请填写下表，归纳各能级最多可容纳的电子数有何规律。 能层 K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 s、p、d、f能级可容纳的最多电子数分别为2、6、10、14，依次为奇数数列1、3、5、7的二倍。 任务三 认识能级 33 $$