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1、人类对原子结构的认识历史,原子是组成物体的不可分割的最小微粒。 水的原子平滑呈圆形，因此水才能流动而无固定形状。火的原子是多刺的，这就是烧灼使人痛苦的原因。,德谟克利特（古希腊学者前460前362）,原子是不能再分的粒子； 同种元素的原子的各种性质和质量都相同，不同元素的原子，其形状、质量不同，各种性质也不相同； 原子是很小的实心球体。道尔顿的原子论与已发现的元素相对应，有多少种元素就有多少种原子。,道尔顿 （17661844） 英国化学家,1897年4月30日发现了电子,汤姆逊 (18561940),卢瑟福 （18711937）,葡萄干面包模型,用高速飞行的粒子作为炮弹，去轰击极薄的金箔,“
2、行星系式”的原子模型,（18851962）,当电子绕核运动时应该不断地辐射电磁波，电子的运动能量也应不断减少，最后会使电子坠落到原子核上，原来的原子很快就会毁灭,电子在绕核运动中能量逐渐减少，辐射的电磁波的频率应是逐渐变化的，发出的光谱应是连续的，但实际测得的原子光谱，却不是连续的光谱,电子只能在具有一定能量的特定轨道上运动而不能在任意轨道上运动，电子在这些特定轨道上运动时，既不吸收能量也不辐射能量。当电子从能量高的轨道向能量低的轨道跃迁时，它们就发射电磁波，反之就吸收电磁波。,1913年提出 依据是普朗克的量子理论,原子的量子化轨道模型假说,普朗克 德国物理学家,电子在核外有些地方出现的几率
3、大，在有些地方出现的几率少，通常用所谓的“电子云”名称形象地加以描述。电子运动的轨道也不是传统意义上的轨道，而是通过求解薛定谔波动方程的一个统计值，指的是电子出现几率最大的区域。这个建立在量子力学基础上的原子结构模型才是今天我们认识的、完整的、科学的原子结构理论。,德谟克利特：朴素原子观,道尔顿：原子学说,汤姆生：“葡萄干面包式” 模型,卢瑟福：带核原子结构模型,玻尔：原子轨道模型,现代量子力学模型,1.人类认识原子结构的历史,2.我们所认识的原子结构,（1）原子的基本构成粒子,（2）粒子的电性,（3）数量关系、质量、体积特点,二、原子核外电子的运动特征,1、核外电子运动特征：,测不准,质量小
4、、速度大、运动空间小,电子的质量仅为质子质量的1/1836,图中 表示原子核，一个小黑点代表电子在这里出现过一次,小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的概率的大小。,1、关于“电子云”的描述中，正确的是 A、一个小黑点表示一个电子 B、小黑点代表电子数的多少 C、电子云是带正电的云雾 D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少,D,巩固练习,2、多电子核外电子的运动,能量越高。,离核越远；,分层运动（排布）；,2、下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是（ ） A、核外电子是分层运动的 B、所有电子在同一区域里运动 C、能量高的电子在离核近的区域运动 D、能量
5、低的电子在离核低的区域运动,AD,3、核外电子排布规律：,（1）能量最低原理：,电子先排布在能量较低的轨道上。,每层2n2个。,最外层 8个（K层时2个），如果最外层为8个（K层为2个）就达到了饱和稳定结构。,次外层 18个，倒数第三层 32,4、原子结构示意图：,镁原子,（Mg ),原子核,质子数,电子层,该层上的电子数,第一层 倒数第一层 最外层 次外层,电子层数为_层。,核电荷数为118的元素的原子结构示意图,金属元素,非金属元素,稀有气体元素,最外层电子数 一般少于4个,最外层电子数 一般多于4个,最外层电子数 已达到最多（2 个或8个）,画出K、Ca、Fe原子的原子结构示意图：,K,
6、Ca,Fe,结论：同一电子层内，电子能量也并非完全相同。,5、原子轨道电子亚层,量子力学研究表明，处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。,轨道的类型不同，轨道的形状也不同。,用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。,s轨道：球形,p轨道：纺锤形,（1）原子轨道的特点:,s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的；,s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道；,p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所以p轨道包括px、py、pz3个轨道；,d轨道有5个伸展方向（5个轨道） f轨道有7个伸展方向（7个轨道） ；(p11),（2）各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数,（3）
7、各原子轨道的能量高低：,电子层和形状相同的原子轨道的能量相 等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。,相同电子层上原子轨道能量的高低：,ns np nd nf,形状相同的原子轨道能量的高低：,1s 2s 3s 4s,多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：,2px2py2pz,3、有下列四种轨道：2s、2p、3p、4d，其中能量最高的是（ ） A. 2s B.2p C.3p D.4d,D,4、用“”“”或“”表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低 3s 3p 2px 2py 3s 3d 4s 3p,5、比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低 2s 2p 4s
8、3s 3p 4p,2s2p4s,3s3p4p,（4）电子自旋：,原子核外电子还有一种称为“自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上箭头“”和向下箭头“”来表示这两种不同的自旋状态。当然，“电子自旋”并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代表电子的两种不同状态。,处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不 同类型的 上运动, 不同， 的形状也不同。,S轨道是 对称的,所以S轨道 个轨道；P轨道在空间有 个伸展方向,所以P轨道包括 个轨道；d轨道有 个轨道、f轨道有 个轨道。每一个原子轨道上只能有 个自旋状态不同的核外电子。,原子轨道,轨道类型,轨道,球形,1,x、y、z,px
9、、py、pz 3,5,7,2,填空：,三、原子核外电子的排布,描述原子核外电子的运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。科学家经过研究发现，原子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。,1原子核外电子排布原理 （1）能量最低原理。原子核外电子先占有能量低的轨道然后依次进入能量较高的轨道。 （2）泡利不相容原理。每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 （3）洪特规则。原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时电子尽可能分占不同的原子轨道， 自旋状态相同， 全充或半充满时能量最低。,2原子的电子排布式和轨道表示式,(1)电子排布式的书写格式： 元素符号； 轨道符号(带电
10、子层数)； 电子个数(右上角)。,练习:写出下列元素的电子排布式: Na： K： Rb：,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p64s1,1s22s22p63s23p64s23d104p65s1,2原子的电子排布式和轨道表示式,(2)轨道表示式的书写格式： 元素符号； 轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起)； 电子及自旋状态(、)。,练习:画出下列元素的轨道表示式: C： Na：,N：,Mg：,练习:画出136号元素的轨道表示式。,(3)原子外围电子排布式： 原子实：将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”，以稀有气体的元素符号外加方括号表示。 在化学反应中，原子外围电子发生变化，而“原子实”不受影响。 也可以省去“原子实”，直接写出原子外围电子排布式。,练习:写出下列元素的原子实表示式: Na： S： Ca: Br:,练习:写出下列原子的电子排布式、轨道表示式、原子结构示意图、原子实表示式、原子外围电子排布式、主族元素的电子式。 H He C N Ne Na Cl K Sc Cr Fe Cu Br,原子的发射与吸收光谱,低能量轨道电子,吸收能量,高能量轨道电子,原子吸收光谱,低能量轨道电子,放出能量,原子发射光谱,