能量最低原理基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜解析課件

1、構(gòu)造原理與電子排布式 1：構(gòu)造原理：科學(xué)家歸納大量的光譜事實(shí)得出如下結(jié)論：設(shè)想從氫原子開始，隨著原子核電荷數(shù)的遞增，原子核每增加一個(gè)質(zhì)子，原子核外便增加一個(gè)電子，這個(gè)電子大多是按一定的能級(jí)順序排例，絕大多數(shù)原子核外電子的排布遵循一定的排布順序，這個(gè)排布順序被稱為構(gòu)造原理。三、構(gòu)造原理與電子排布式能級(jí)順序圖能級(jí)能量表，填電子時(shí)，從低能級(jí)開始。2、電子排布式：氫 H氮 N 氟 F 氖 Ne1s22s22p31s22s22p51s1 用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角表明該能級(jí)上的排布的電子數(shù)。1s22s22p6原子結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式Li: 1s22s1練一練請(qǐng)寫出1120號(hào)元素原子的電子排布式。 11 鈉

2、Na 12鎂 Mg 13鋁 Al 14硅 Si 15磷 P 16硫 S 17氯 Cl 18氬 Ar 19鉀 K 20鈣 Ca 1s22s22p63s11s22s22p63s21s22s22p63s23p11s22s22p63s23p21s22s22p63s23p31s22s22p63s23p41s22s22p63s23p51s22s22p63s23p61s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p64s2構(gòu)造原理中排布順序的實(shí)質(zhì)-各能級(jí)的能量高低順序 總結(jié)：2、根據(jù)2n2的規(guī)律推算第一到第四電子層最多可以容納的電子數(shù)目為 。1、按能量由低到高的順序排列，正確的一組是：( )A

3、1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2pC2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p2、8、18、32C練習(xí)：1.能量最低原理現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實(shí)，原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理。2基態(tài)與激發(fā)態(tài)(1)基態(tài)：最低能量狀態(tài)。處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。(2)激發(fā)態(tài)：相對(duì)基態(tài)而言的較高能量狀態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的原子叫做激發(fā)態(tài)原子。能夠說明電子躍遷的事例：光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一。在日常生活中，我們看到的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光、焰火都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。3光譜與光譜分析(1)光譜：不同元素的原子發(fā)生

4、躍遷時(shí)會(huì)吸收(基態(tài)激發(fā)態(tài))或釋放(激發(fā)態(tài)基態(tài))不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。練習(xí)1、寫出溴和氪的電子排布式，它們的最外層有幾個(gè)電子？ Na的電子排布式為： 1s22s22p63s23p52、電子排布式的書寫可以簡化，如可以把鈉的電子排布式寫成【Ne】3S1.試問：上式括號(hào)里的符號(hào)的意義是什么？你能仿照鈉原子的簡化電子式寫出第8號(hào)元素氧、第14號(hào)元素硅和第26號(hào)元素鐵的簡化電子排布式嗎？ O 【He】2S22p4 Si 【Ne】3S23p2 Fe 【Ne】3S23p63

5、d64s21電子云(1)概念：現(xiàn)代量子力學(xué)指出，不可能像描述宏觀運(yùn)動(dòng)物體那樣，確定一定狀態(tài)(如1s,2s,2p)的核外電子在某個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間何處，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率，由此得到的概率分布圖看起來像一片云霧，被形象地稱為電子云。(2)電子云輪廓圖的制作：為了描繪電子云的形狀，人們通常按如圖所示的方式制作電子云的輪廓圖。說明：電子云表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的幾率，不代表電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。一個(gè)小黑點(diǎn)不代表一個(gè)電子，只是代表電子在此處出現(xiàn)過。電子云圖中的小黑點(diǎn)的疏密表示電子出現(xiàn)幾率的大小。密：幾率大；疏：幾率小。2原子軌道(1)定義：常把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，人

6、們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。(2)原子軌道的類型和形狀類型：原子軌道可以分為s、p、d、f等類型。形狀：as軌道為球形對(duì)稱，故只有一個(gè)伸展方向，所以s軌道只有一個(gè)，呈球形；bp軌道在空間有x、y、z 3個(gè)伸展方向，所以p軌道有px、py、pz三個(gè)軌道，呈紡錘形；cd軌道有5個(gè)伸展方向(5個(gè)軌道)；df軌道有7個(gè)伸展方向(7個(gè)軌道)。 說明：p能級(jí)的3個(gè)原子軌道互相垂直，在同一能層中px、py、pz的能量相同。不同能層的同種能級(jí)的原子軌道形狀相似，只是半徑不同，能層序數(shù)n越大，電子的能量越大，原子軌道的半徑越大。例如，1s、2s、3s軌道均為球形，原子軌道半徑：r(1s)r(2s)r(3s

7、)。(2)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，能量相同的能級(jí)軌道先排自旋方向相同的單電子，當(dāng)電子不能排完時(shí)，由前向后添加和原軌道中自旋方向相反的電子。(3)原子軌道表示式每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。如第二周期元素基態(tài)原子的電子排布如圖所示。1.核外電子排布遵循的規(guī)律(1)能量最低原理。(2)泡利不相容原理。(3)洪特規(guī)則（同側(cè)規(guī)則）。2電子排布式的書寫(1)簡單原子的核外電子排布式按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的軌道中。例如，7N：1s22s22p3,17Cl：1s22s22p63s23p5。(2)復(fù)雜原子的核外電子排布式先按能量

8、從低到高排列，然后再把同一層的電子排到一起，如26Fe，先按能量從低到高排列為1s22s22p63s23p64s23d6，然后，將同一層的電子移到一起，即1s22s22p63s23p63d64s2。(3)特殊原子的核外電子排布式有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差，因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)或全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。例如，24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均為半充滿狀態(tài))；29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10為全充滿狀態(tài)，4s1為半充

9、滿狀態(tài))。說明：運(yùn)用上述規(guī)律書寫核外電子排布式時(shí)，還應(yīng)注意：各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2(n表示電子層數(shù))。最外層電子數(shù)不超過8(K層是最外層時(shí)最多不超過2)；次外層電子數(shù)不超過18；倒數(shù)第三層不超過32。核外電子總是先排布在能量最低的電子層，然后由里向外從能量低的電子層逐步向能量高的電子層排布(即排滿K層再排L層，排滿L層再排M層等)。以上規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解。 120號(hào)元素形成的微粒有哪些特點(diǎn)？1與稀有氣體原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子與He原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有：H、Li、Be2。與Ne原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有：F、O2、N3、Na、Mg2、Al3。與Ar原子電子層結(jié)構(gòu)相

10、同的離子有：Cl、S2、P3、K、Ca2。2核外電子總數(shù)為10的粒子陽離子：Na、Mg2、Al3、NH4、H3O。陰離子：N3、O2、F、OH、NH2。分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。3核外電子總數(shù)為18的粒子陽離子：K、Ca2。陰離子：P3、S2、HS、Cl。分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。 4核外電子總數(shù)及質(zhì)子總數(shù)均相同的粒子有Na、NH4、H3O；F、OH、NH2；Cl、HS；N2、CO、C2H2等。5元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na、K。最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg、Ca。最外層電子數(shù)跟次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar。最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C。最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O