原子结构第二课时

节日五颜六色的焰火是否是化学变化？节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？若不是化学变化，与电子存在什么关系？讨论讨论 :基态原子基态原子 激发态原子激发态原子 光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一；吸收能量吸收能量释放能量释放能量在日常生活中，我们看到的许多可见光，在日常生活中，我们看到的许多可见光，如如灯光、霓虹灯光、激光、焰火灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。核外电子发生跃迁释放能量有关。能量最低状态能量最低状态 各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约十分不稳定的，在极短的时间内（约1010s s）便跃）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。彩。激光的产生与电子跃迁有关激光的产生与电子跃迁有关 不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱可利用原子光谱上的特征谱线来鉴可利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为定元素，称为光谱分析光谱分析不同元素的原子发生跃迁时会吸收或不同元素的原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释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称总称原子光谱。原子光谱。1、判断下列表达是正确还是错误、判断下列表达是正确还是错误1）1s22p1属于基态；属于基态；2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s2属于激发态；属于激发态；3）1s22s2 2p63d1属于激发态；属于激发态；4）1s22s2 2p63p1属于基态；属于基态；答案：答案：(1)x(2)x(3)(4)x课堂练习课堂练习电子云与原子轨道电子云与原子轨道思考思考:宏观物体与微观物体（电宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别子）的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.1110-31千克；千克；核外电子的运动范围很小核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；（相对于宏观物体而言）；电子的运动速度很大；电子的运动速度很大；测不准测不准概率来描述概率来描述图中图中 表示原子核，一个小黑点代表表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次电子在这里出现过一次小黑点的疏密表示电子在小黑点的疏密表示电子在核外空间核外空间单位体积内单位体积内出现的概率的大小。出现的概率的大小。1s1s电子在原子核外电子在原子核外出现的概率分布图出现的概率分布图量子力学中将量子力学中将这种电子云轮廓这种电子云轮廓图称为图称为“原子轨道原子轨道”s电子的原子轨道（电子云）形电子的原子轨道（电子云）形状状 是以原子核为中心的球体，是以原子核为中心的球体，只有一个伸展方向只有一个伸展方向 2 2、原子轨道、原子轨道 p p电子云电子云/原子轨道的形状是哑铃形原子轨道的形状是哑铃形（或称为纺锤形），其伸展方向是（或称为纺锤形），其伸展方向是互向垂直的三个方向（互向垂直的三个方向（P Px x、PyPy、P Pz z）。）。P电子原子轨道半径同样随着电子原子轨道半径同样随着n增大而增大增大而增大如图：如图：1 1每个原子轨道最多只能每个原子轨道最多只能容纳容纳几几个电子？个电子？2 2当电子排在同一个能级内时，当电子排在同一个能级内时，有什么规律？有什么规律？Spd电子排布图：用方框表示原子轨道，电子排布图：用方框表示原子轨道，用箭头表示电子用箭头表示电子核外电子排布规则核外电子排布规则:1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 1 1个轨道最多个轨道最多2 2个电子个电子,并且自旋方向不同并且自旋方向不同3.3.洪特规则洪特规则 4.4.补充规则补充规则相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，d0，f0）半充满（半充满（p3，d5，f7）优先单独占据一个轨优先单独占据一个轨道道,并且自旋方向相同并且自旋方向相同24Cr原子的电子排布图原子的电子排布图:1s22s22p63s23p63d54s1不是不是3d44s2例：例：表示原子核外电子运动状态的方法表示原子核外电子运动状态的方法 1、原子结构示意图：如氧原子的结构、原子结构示意图：如氧原子的结构 2、电子排布式：、电子排布式：1s2 2s22p4 3、电子排布图：、电子排布图：注意注意1各原子轨道的能量高低比较各原子轨道的能量高低比较（1）nsnpndnf（2）1s2s3s4s（3）同一能层同一能级的各原子）同一能层同一能级的各原子轨道能量相等：轨道能量相等：2Px2Py2Pz3基态原子核外电子排布的规则与思路基态原子核外电子排布的规则与思路已知核外电子数目先按照能量最低原已知核外电子数目先按照能量最低原理从理从1s排起排起其间应考虑是否需应用泡利原理和洪其间应考虑是否需应用泡利原理和洪特规则，特别是要求画外围轨道表示式特规则，特别是要求画外围轨道表示式最后考虑是否需要应用量子力学关最后考虑是否需要应用量子力学关于全空、半充满、全充满的排布规定，于全空、半充满、全充满的排布规定，如如Cr、Cu等原子等原子要求：要求：136号元素原子号元素原子