1、第一章原子的结构与性质第一节 原子结构一、开天辟地原子的诞生 1、原子的诞生 宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子极少量锂原子140亿年后的今天：氢原子占88.6%氦原子为氢原子数1/8其他原子总数不到1%99.7%2、地球中的元素 绝大多数为金属元素包括稀有气体在内的非金属仅22种地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca 3、原子的认识过程 古希腊哲学家留基伯和德谟克立特思辨精神原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒1803年 道尔顿（英）原子是微小的不可分割的实心球体1897年，英国科学家汤姆生枣糕模型1911年，英国物理学家卢瑟福电子绕核旋转的原子结构模型1913年，丹麦科
2、学家玻尔行星轨道的原子结构模型1926年，奥地利物理学家薛定谔等以量子力学为基础提出电子云模型原子原子核核外电子质子中子（正电）不显 电性 （负电）（正电）（不带电）分层排布与物质化学性质密切相关二、能层与能级 1、能层 电子层能层名称能层符号一 二三四五六七K L M N O P Q 从K至Q，能层离核越远，能层能量越大每层最多容纳电子的数量：2n2 2、能级 同一个能层中电子的能量相同的电子亚层能级名称：s、p、d、f、g、h 能级符号：ns、np、nd、nf n代表能层能层:一二三四 K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 能级：最多容纳电子的数量 s
3、:2 p:6 d:10 f:143、注意问题 能层与能级的关系 每一能层的能级从s开始，s,p,d,f 能层中能级的数量不超过能层的序数能量关系 EKEL EM EN EnsEnp End Enf EnsE(n+1)s E(n+2)s E(n+3)sEnpE(n+1)p E(n+2)p E(n+3)p能层KLMN能级能级电子数能层电子数1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 2 2 2 2 6 6 6 10 10 14 2 2n2 8 18 32 2n2 2n2 2n2 三、构造原理与电子排布式 1、构造原理 多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布电子排布顺序1s 2s
4、2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p2、电子排布式 例：写出Zn的电子排布式Zn为30号元素，电子共30个依据构造原理1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 书写时：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 写出K Ca Ti Co Ga Kr Br的电子排布式电子排布式 Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar简化Zn：Ar 3d10 4s2 简化电子排布式 写出K Ca Ti Co Ga Kr Br的简化电子排布式价层电子：主族、0族元素最外层副族、族最外层和次外层特殊规则 例：写出Cr和
5、Cu的电子排布式全满规则半满规则四、电子云与原子轨道 1、电子云 薛定谔等 以量子力学为基础处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述小黑点：概率密度单位体积内出现的概率小黑点越密概率密度越大电子云 小黑点不是电子！电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间即精简版电子云电子云轮廓图特点 a.形状nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形ns能级的电子云轮廓图：球形np能级的电子云轮廓图：双纺锤形b.电子云扩展程度同类电子云能层序数n越大，电子能量越大，活动范围越大电子云越向外扩张2、原子轨道 电子在原子核外的一个空间运动状态定义 原子轨道与能级 ns能级ns轨道np能级npx
6、轨道npy轨道npz轨道nd能级ndz2轨道ndx2y2轨道ndxy轨道ndxz轨道ndyz轨道同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道简并轨道原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图npx轨道电子云轮廓图npy轨道电子云轮廓图npz轨道电子云轮廓图nd轨道电子云轮廓图五、泡利原理和洪特规则 核外电子的基本特征能层能级轨道自旋公转自转大范围小范围磁量子数自旋量子数主量子数角量子数量子化描述1、泡利原理 每个轨道最多只能容纳2个电子且它们的自旋方向相反2、洪特规则 电子总是优先单独地占据简并轨道且它们的自旋方向相同怎么填填多少3、电子排布图 例：写出O原子的电子排布图O原子的电子排布式：1s2 2s2 2p41s2 2s2 2p4原子结构的表示方法原子结构示意图电子排布式O原子：1s2 2s2 2p4电子排布图1s2 2s2 2p4O原子六、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1、能量最低原理 能量最低原理：原子电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低基态原子：遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理的原子2、基态原子 基态原子吸收能量后，电子发生跃迁变为激发态原子3、光谱 吸收光谱 发射光谱 光亮普带上的孤立暗线电子吸收能量跃迁时产生暗背景下的孤立亮线电子释放能量跃迁时产生同种原子的两种光谱是可以互补的