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1、原子结构与性质第一章 ! 学!习 札记! 第 一 章 原子结构与性质 第一节!原原子子结结构构 第!课时!能层! 能级! 构造原理 学习目标 !“了解原子的诞生! 原子结构理论的发展史“ #“了解能层# 能级的概念! 能从能层# 能级的角度了解原 子结构的特点“ $“理解构造原理! 能根据构造原理写出!$ %号元素的 电子排布式“ 预习探究 !“宇宙中最丰富的元素是! 地球上的元素绝大 多数是! 非金属$ 包括稀有气体% 仅!种“ #“多 电 子 原 子 的 核 外 电 子 的 能 量 是 不 同 的“ 按 ! 可以将核外电子分成不同的能层! 并用符号! ! #% ! 探究其中的规律“ 根据构
2、造原理! 只要我们知道原子序数! 就可以写出几 乎所有元素原子的电子排布式“ % 小结 !中 所 发 生 的 现 象 与 电 子 的 跃 迁 无 关 的是$!% 图! ; ! 解 析 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的 光! 因此! 我们日常生活中看到的许多可见光! 如灯光# 霓虹 灯# 激光# 焰火等都与原子核外电子发生跃迁时会吸收或释 放能量有关系$故只有G不符合题意$!答案)G 变式训练#!以下现象与核外电子的跃迁有关的是$!% #霓虹灯发出有色光!$棱镜分光!%激光器产生激 光! # 例# !下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是$!% “原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周
3、围! 故 称电子云 F“ 能级的原子轨道呈球形! 处在该轨道上的电子只能 在球壳内运动 A“ (能级的原子轨道呈哑铃形! 随着能层的增加! (能 级原子轨道也在增多 G“与电子原子轨道相同!(电子原子轨道的平均半径 也随能层的增大而增大 解 析 电子云是对电子运动的形象化描述! 它仅表示 电子在某一区域内出现的概率! 并非原子核真被电子云 雾所包裹! 故选项错误$原子轨道是电子出现的概率 约为2 31的空间轮廓! 它表明电子在这一区域内出现的 机会大! 在此区域外出现的机会少! 故选项F错误$无论 能层序数!怎样变化! 每个(能 级 都 是$个 原 子 轨 道 且 相互垂 直! 故 选 项A错
4、 误$ 由 于 按 ! ( # # ( # $ ( % % 的 顺 序! 电子的能量依次增高! 电子在离核更远的区域出现的概 率逐渐增大! 电子云越来越向更大的空间扩展! 原子轨道的平 均半径逐渐增大$!答案)G 变式训练“!下列叙述中! 不属于核外电子的特点的 是$!% “质量很小 F“运动范围很小 A“运动速率很快 G“有确定的运动轨道 “ 合作探究# 泡利原理和洪特规则 !“泡利原理 !个原子轨道里最多只能容纳#个电子! 而且自旋方向 相反$ 用)(* 表示% ! 这个原理是由泡利首先提出的! 称为 泡利原理“在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同 的! 这样能量最低“ #“洪特规则
5、当电子排布在同一能级的不同轨道时! 总是优先单独占 据一个轨道! 而且自旋方向相同! 这个规则是由洪特首先提 出的! 称为洪特规则“对于同一个能级! 当电子排布为全充 满# 半充满或全空时! 是比较稳定的“ 在等价轨道中! 电子尽可能分占不同的轨道! 且自旋方 向相同! 这就叫洪特规则“ % 小结& 洪特规则实际上是能量最低原理的补充“因为 两个电子同占一个轨道时! 电子间的排斥作用会使体系能量 升高! 只有分占等价轨道! 才有利于降低体系的能量“例如! 碳原子核外有%个电子! 除了有#个电子分布在! 轨道!# 个电子分布在# 轨道外! 另外#个电子不是占!个 # ( 轨 道! 而是以自旋相同
6、的方向分占能量相同# 但伸展方向不同 的两 个 # ( 轨道“碳原子核外%个电子的排布情况如下 (!(! ! # # # ( #& 电子排布式 ! !# !# ( 作为洪特规则的特例! 等价轨道全充满# 半充满或全空 的状态是比较稳定的“全充满# 半充满和全空的结构分别表 示为 全充满 ( %! ) ! 3! * ! &, 半充满 ( $! ) +! * , 全空 ( 3! ) 3! * 3“ 用洪特规则可以解释为什么A ?原子的外层电子排布为 $ ) +& !而不是$ )& #! A E原子的外层电子排布为$ ) ! 3& !而 不是$ ) 2& #“ 应该指出! 核外 电 子 排 布 的
7、原 理 是 从 大 量 事 实 中 概 括出来的一般规律! 绝大多数原子核外电子的实 际 排 布 与这些原理是一致的“但是随着原子序数 的 增 大! 核 外 电子排布变得复杂! 用核外电子排布的原理不能 满 意 地 解释某些实验的事实“在学习中! 我们首先 应 该 尊 重 事 实! 不要拿原理去适应事实! 也不能因为原理不完善而全 盘否定原理“科学的任务是承认矛盾! 不断 地 发 展 这 些 原理! 使之更加趋于完善“ $“电子排布图的写法 例“!写出+#%#,#0#2号元素原子核外电子排布图! 并 记住各主族元素最外层电子排布的特点$ 成对电子的数目# 未成对电子的数目和它占据的轨道% “
8、解 析 根据能级构造原理! 即可写出$ 答案) ( # ! # ( !( # ! # ( !( ! !( ! !F!A !( # ! # ( !( # !( # ( !( ! !( ! ! !-!7 ! ( # !( # ( ( ! !D 原子结构与性质第一章 ! 学!习 札记! 变式训练$!选出正确的磷原子基态原子的电子排布 图! 并对错误的进行更正“ ! $ !$ ( $!%- B.! $#%- B.!( $%- B.!( ( $&%- B.!( ( 反思感悟 原 子 核 外 电 子 )* 电子云原子轨道 轨道!个!球形对称 (轨道!$个!哑铃形互相垂直 )轨道!+个 *轨道!, + ,
9、- 个 核外电子排布规律 !“能量最低原理! #“构造原理! $“泡利原理! &“洪特规则 + , - + , - ! 阅读材料 安德森与正电子的发现 ! 2 $ 3年! 美国物理学家安德森在他年仅# +岁时已获得 哲学博士学位! 但安德森选择的主要研究工作是探索宇宙射 线“太空的大气层会吸收和削弱宇宙射线! 为了从宇宙射线 中找到新射线! 安德森多次乘坐气球升入高空! 进行观测 实验“ 安德森坚信从中可以找到新的粒子! 在一次研究宇宙微 粒的运动状态时! 安德森选用了威尔逊云室! 并使云室置入 一个强磁场之中! 通过云室! 他拍了!3 3 3多张宇宙微粒运 动的轨迹图片! 然后! 他又一张一
10、张地仔细分析! 就像间谍专 家分析情报一样! 唯恐漏掉一个细节“结果! 他真的发现了 宇宙透露的有价值的情报“他发现了一种与众不同的照片! 一个好像是电子的微粒被磁场引向左边! 但如果是电子的 话! 它应该向右偏“ 经过反复研究! 安德森发现这正是狄拉克&年前所预言 的) 正电子* “! 2 $ #年! 美国的一份科普杂志用一个很不显 眼的版面报道了安德森的发现“这篇具有划时代意义的文 章最初受到了委屈! 但它并没有被埋没! 它不仅证明了狄拉 克的光辉预言! 使一个精美的量子理论昂起头来! 而且打开 了反物质世界的大门“因此! 他于! 2 $ %年荣获诺贝尔物理 学奖“当安德森赴斯德哥尔摩领奖
11、时! 接待员对他很不客气 地说 ) 先生! 请回去告诉你的父亲! 得奖的人从来没有打发 儿子来代领奖金的! 基金会宁愿由银行汇给他本人! 也不愿 让他的儿子经手“ * ) 先生! 是谁告诉您说! 得奖的是我父亲而 不是我呢+* 显然! 接待员不相信这样年轻的人会获得诺贝尔 奖! 当时这位获奖者只有$ !岁“ 第二节!原原子子结结构构与与元元素素的的性性质质 第!课时!原子结构与元素周期表 学习目标 !“理解元素周期表的结构与原子结构的关系“ #“学会利 用 外 围 电 子 排 布 规 律! 对 元 素 周 期 表 进 行 分区“ 预习探究 !“元素周期表的结构如何+ 答案) ! !“ #“元素
12、的原子结构与元素在周期表中的位置有什么 关系+ 答案) ! !“ $“元素周期系的形成是由于! !的重复“ &“ 周期一二三四五六七 元素数目 ! 金属元素数目 ! 合作探究 !“ 合作探究# 原子结构与元素周期表 % 复习&!“元素原子核外电子排布的周期性变化有什么 特点+ #“主族元素的原子结构与元素在周期表中的位置有什 么关系+ % 设疑激思& 主族序数等于最外层电子数! 那么副族元素 呢+ 其族序数是否也等于其最外层电子数呢+ 副族元素族 序数与其核外电子排布又有什么关系呢+ % 探究结论& 请根据构造原理写出!$ %号元素的电子 排布式! 探究价电子数与族序数的关系“参考教材/ ! &) 科 学探究* 第#题内容“ % 总结& $!% 元素周期表中元素的) 外围电子排布* 简称 ) 价电子* ! 这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发 生变化“ $#% 元素周期表共有! 0个纵列! 每个纵列的元素属于同 族元素! 每个纵列的价电子层总数相等“由此可看出! 元素 的价电子总数决定元素所在的族“