人教高中化学第一讲　原子结构.docx

物质结构与性质　元素周期律
第一讲　原子结构
【课标要求】　1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。
2.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。
一、原子结构　核素
1.原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
②质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数
③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数
(3)表示方法
2.“三素”——元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念辨析
(2)同位素
①同位素的“六同三不同”
②氢的三种同位素
(3)常见的重要核素及其应用
核素
92U
6C
H(D)
H(T)
8O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
【诊断1】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。
(1)核聚变如H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×)
(2)Cl与Cl得电子能力几乎相同(√)
(3)6C与7N互为同位素(×)
(4)氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同(√)
二、原子核外电子排布原理
1.核外电子排布
(1)核外电子排布规律
能量规律→离核由近到远，电子能量由低到高
(2)原子结构示意图
2.能层与能级
(1)能层(n)
第一能层只有s能级
在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层，通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级
同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高。
3.电子云、原子轨道和电子自旋
(1)电子云
①用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则称为概率密度，用ρ表示。
②由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。
(2)原子轨道
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(3)电子自旋
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
(4)原子轨道能量关系
①相同能层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s……
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。
4.基态与激发态　原子光谱
(1)原子的状态
①基态原子：处于能量最低状态的原子。
②激发态原子：基态原子吸收能量后，它的电子会跃迁到能量较高能级，变为激发态原子。
(2)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，总称原子光谱。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。
(3)基态、激发态及光谱的关系示意图：
5.构造原理与电子排布式
(1)构造原理：下图为基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。
(2)基态原子的核外电子排布
表示方法
示例(以硫原子为例)
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
价电子排布式
3s23p4
价电子轨道表示式
6.泡利不相容原理、洪特规则、能量最低原理
(1)泡利不相容原理
一个原子轨道中最多只能容纳2个电子，且这两个电子的自旋状态不同。如2s轨道上的轨道表示式为，不能表示为。
(2)洪特规则
基态原子中填入简并轨道的电子总是先单独分占，自旋平行，如2p3的轨道表示式为，不能表示为
或。
当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
(3)能量最低原理
核外电子在原子轨道上排布时，电子尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。