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原子结构与元素周期律案例

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第2章 原子结构与元素周期律

第2章 原子结构与元素周期律

10-19 J。
将 n 值1、2、3 分别代入式（2-4）得到 n = 1时， E1 = -13.6 eV， 即 n = 2时， E2 = -13.6/4 eV， 即
13.6 E1 = 12 13.6 E2 = 22 eV ；
； eV
。 eV
13.6 n = 3时， E3 = -13.6/9 eV， 即 E3 = 32
长度相当于多少个波长, 即波长倒数），R 称为里德堡常 后来在紫外区发现的 Lyman 线系，在近红外区发现的
Paschen 线系和在远红外区发现的 Bracket 线系等谱线的 波数也都很好地符合 Rydberg 公式。
数，其值为 1.097105 cm-1，n 1和 n2 为正整数，且 n2 n1。
不确定性原理 （Uncertainty principle）
又名“测不准原理”、“不确定关系”, 是量子力学 的一个基本原理，由德国物理学家海森堡于1927年提 出 。 该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位 置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等）， 不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另 一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差 的乘积必然不小于常数h/4π（h是普朗克常数），它 反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学中一条重 要原理。
子论，但在计算氢原子的轨道半径时，仍是以经典力学为
基础的，因此它不能正确反映微粒运动的规律，所以它为 后来发展起来的量子力学和量子化学所取代势所必然。
玻尔的假说解决了如下几个问题：
（1）激发态原子为什么会发射出光射线。
（2）原子辐射能量的不连续性，氢光谱线波长
的不连续性。
（3）比较好地说明了氢光谱线频率的规律性 （即里德堡公式）。 （4）提出了n是能级的概念，这为人们后来研 究光谱学以及发展物质结构的现代理论做出 了贡献。

《元素性质的周期性变化规律》元素周期律PPT课件

《元素性质的周期性变化规律》元素周期律PPT课件

(2)试从原子结构角度解释同周期元素性质存在周期性变化的原 因。 提示:核外电子层数相同,随着原子序数(核电荷数)的递增,原子 核对核外电子的引力逐渐增强,原子半径逐渐减小,元素原子的 得电子能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,最终导致元素的非 金属性逐渐增强,金属性逐渐减弱。
【案例示范】 【典例】(2017·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依 次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子 次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同 族,下列叙述正确的是 ( )
第二节 元素周期律 第1课时 元素性质的周期性变化规律
-.
一、原子结构的周期性变化
结合图1、图2、图3完成下表:
原子 电子 最外层 序数 层数 电子数
1～2 1
3～ 10
_2_
1～2
_1_～__8_
原子半径的 变化(稀有气 体元素除外)
—
由_大__到_小__
最高或最 低化合价 的变化
+1→0
变化。 核外电子排
2.实质:元素性质的周期性变化是原子的___________ 布 ___的周期性变化的必然结果。
知识点一 元素周期表中主族元素的周期性变化规律
【重点释疑】
项目
同周期(左→右)
原 核电荷数 逐渐增大 子 电子层数 相同 结 构 原子半径 逐渐减小
同主族(上→下) 逐渐增大 逐渐增多
③Al向(OAHl)(3O+H3)H3+沉=淀==中= 加Al入3++盐3H酸2O,发生反应的离子方程式: _________________________。
3.钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性
NaOH 分类 强碱 碱性强弱 结论

《原子结构》原子结构与元素周期表课件 图文

《原子结构》原子结构与元素周期表课件 图文

年代 1911年
模型
卢瑟福 原子 模型
观点或理论
在原子的中心有一个带正电 荷的核,它的质量几乎等于 原子的全部质量,电子在它 的周围沿着不同的轨道运转, 就像行星环绕太阳运转一样。
年代 1913年
模型
玻尔原子 模型
1926～ 1935年
电子云 模型
观点或理论
电子在原子核外空间的一定 轨道上绕核做高速圆周运动。
(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。 (9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al 。 (10)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。 (11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。 (12)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
【迁移·应用】 1.(2019·南京师大附中高一检测)下列各原子结构示 意图中所表示的核外电子排布正确的是 ( )
【解析】选D。A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B 原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明A、B 为第二、第三周期元素;L层最多排8个电子,B原子的L 层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明B原子的L层 有8个电子,A原子的L层有4个电子,故A是碳原子;A原子 的M层比B原子的M层少3个电子,故B为铝原子。
2.用A+、B-、C2-、D、E、F和G分别表示含有18个电子 的七种微粒(离子或分子),请回答: (1)A元素是________,B元素是________,C元素是 ________(用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 ________。
知识点 核外电子的分层排布 【重点释疑】 1.原子核外电子排布规律及其之间的关系
2.原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图。

2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构元素周期表本章核心素养聚焦教案鲁科版必修第二册

2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构元素周期表本章核心素养聚焦教案鲁科版必修第二册
介绍元素周期表的构成和应用，让学生全面了解周期表的多样性或复杂性。
引导学生思考周期表对化学学习和科学研究的影响，以及如何运用周期表解决实际问题。
4. 学生小组讨论（15分钟）
目标： 培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与元素周期表相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
5. 教学工具：准备投影仪、计算机、音响等教学工具，以便进行多媒体演示和播放教学资源。同时，还需要准备黑板和粉笔，以便进行板书和重点知识的强调。
6. 网络资源：提前准备好可能需要的网络资源，如在线学术文献、教育网站视频教程等，以便在课堂上进行参考和引导学生的进一步学习。
7. 教学指导材料：准备教学指导材料，如教学PPT、讲义、练习题等，以便引导学生进行学习并提供及时的反馈和评估。
- 教师在批改作业时，注意给予学生积极的评价和鼓励，激发学生的学习兴趣和动力。
- 教师可以组织一些小组讨论或辩论赛，让学生在交流中深入学习原子结构和元素周期表的知识，提高学生的表达能力和团队合作能力。
- 鼓励学生在小组讨论中积极发言，分享自己的见解和观点，同时也要学会倾听他人的意见，进行有效的沟通和合作。
3. 实验器材：如果涉及实验，需要提前准备好实验所需的器材和试剂，并确保其完整性和安全性。例如，可以准备一些常见元素的原子模型或元素样本，供学生观察和实验操作。同时，还需要准备一些实验仪器，如显微镜、电子天平、烧杯、试管等，以及安全器材，如防护眼镜、手套等，确保实验的顺利进行。
4. 教室布置：根据教学需要，对教室进行适当的布置。可以设置分组讨论区，供学生进行小组讨论和合作学习；设置实验操作台，供学生进行实验操作和观察。此外，还可以在教室内悬挂一些与原子结构和元素周期表相关的海报或宣传画，以增加学习氛围。

(新教材)【人教版】必修一(化学)原子结构与元素周期表

(新教材)【人教版】必修一(化学)原子结构与元素周期表
1
12
2.质量数
(1)概念:质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子 的质量,将原子核内所有_质__子__和_中__子__的相对质量取近
似整数值相加,所得的数值叫做质量数。 (2)关系:质量数(A)=_质__子__数__(_Z_)_+_中__子__数__(_N_)_
【巧判断】 (1)某种硫原子的中子数是18,则其质量数是34。( ) 提示:√。硫的质子数为16,根据质量数=质子数+中子 数可知,硫的质量数为34。
2.用A+、B-、C2-、D、E、F和G分别表示含有18个电子 的七种微粒(离子或分子),请回答: (1)A元素是________,B元素是________,C元素是 ________(用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是 ________。
【规律方法】1～18号元素中12类原子结构的特点 (1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。 (2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。 (3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar 。
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。 (5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。 (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si 。
【素养提升】 如图所示为原子核外电子运动的三维立体图:
图中所有电子均已画出。
(1)该图所描述的是哪种元素的原子? 提示:该原子共8个电子,故属于氧元素。
(2)请用另一种形式表示该元素原子的电子排布。 提示:
【备选要点】等电子粒子 (1)利用元素排布寻找“10电子”微粒的方法
(2)利用元素排布寻找“18电子”微粒的方法

鲁科版高中化学必修二 元素周期表的应用 原子结构元素周期律(第1课时)

鲁科版高中化学必修二 元素周期表的应用 原子结构元素周期律(第1课时)

知识点二 元素原子得失电子能力的判断依据 【重点释疑】 1.金属性强弱的判断 (1)据元素周期表判断。 ①同一周期,从左到右:元素的金属性逐渐减弱。 ②同一主族,从上到下:元素的金属性逐渐增强。
(2)据金属活动性顺序判断。
(3)据单质及其化合物的性质判断。 ①金属单质与水或酸反应越剧烈,元素的金属性越强。 ②最高价氧化物的水化物的碱性越强,元素的金属性越 强。
S SO3 H2SO4 强酸
Cl Cl2O7 HClO4 最强无机酸
结论
从Si到Cl,元素得电子能力逐渐____增_ 强
【情境·思考】 铁在氯气中燃烧生成FeCl3,铁粉与硫粉反应生成FeS, 请从原子结构角度解释原因。
提示:由于S和Cl位于同一周期,电子层数相同,原子半 径r(Cl)<r(S),因此Cl的得电子能力强于S,因此Cl2的 氧化性强于S。
误。
【素养提升】1868年,门捷列夫经过多年的艰苦探索发 现了自然界中一个极其重要的规律——元素周期律。 这个规律的发现是继原子—分子论之后,近代化学史上 的又一座光彩夺目的里程碑。根据提供的条件推断元 素,并按要求填空:
(1)已知某元素原子核外有3个电子层,其最外层电子数 为7,最高价氧化物的化学式是什么?最高价氧化物对应 水化物的化学式是什么?写出其最高价氧化物对应的水 化物与NaOH反应的化学方程式。(证据推理与模型认知 )
③镁、铝氢氧化物性质的比较(用化学方程式表示)。 a.MgCl2溶液中加入NaOH溶液: _bM_.g_AC_ll_C2_l+_32溶_N_a液_O_H中=_=_逐_==_滴M_g_加(_O_入H_)_N_2a↓_O_H+_溶2_N_液a_C_:l_。 ______________________________; _A_l_C_l_3_+_3_N_a_O_H=_=__==_A_l_(_O_H_)__3↓__+_3_N_a_Cl

原子结构与元素周期律

在经典力学体系中，我们研究宏观物体的运动规律， 曾涉及到匀速直线运动，变速直线运动，圆周运动，平抛 或斜抛运动等等。人们总能找到运动物体的位移 x 与时间
t 的函数关系 x = F( t ) 以及速度 v 与时间 t 的函数关系 v =
f( t )。于是能同时准确地知道某一时刻运动物体的位置和 速度及具有的动量 P。
电子位置的测量偏差 x 不能大于 10-12 m，这时其速度的
测量偏差 v 一定大于 108 ms-1。这个偏差过大，已接近 光速，根本无法接受。 但是对于 m = 0.01 kg 的宏观物体，例如子弹， h/2πm 的数量级为 10-32。假设位置的测量偏差 x 达到
10-9 m，这个精度完全满足要求，其速度的测量偏差 v
光子论和 Rutherford 有核原子模型的基础上，提出了新
的原子结构理论，即著名的 Bohr 理论。 轨道具有固定的能量 E。
Bohr 理论认为，核外电子在特定的原子轨道上运动，
Bohr原子模型
电子在这些定态轨道上 运动时，既不吸收能量 又不放量， 回到基态。
波尔理论 (1)核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动, 且不辐射能量; (２)离核最近的轨道能量最低，为基态。离核越远能 量越高------激发态。 原子从外界吸收能量可从基态跃入到激发态。 (3)从激发态回到基态释放光能
h E 2 E1 E 2 E1 h
E: 轨道的能量
个区域内出现的机会的多与少，却是符合统计性规律的。 从电子衍射的环纹看，明纹就是电子出现机会多的区 域，而暗纹就是电子出现机会少的区域。所以说电子的运 动可以用统计性的规律去进行研究。
要研究电子出现的空间区域，则要去寻找一个函数，
用该函数的图象与这个空间区域建立联系。这种函数就是

专题9原子结构与周期律

专题9――原子结构及元素周期律1、我国的“神舟五号”载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程也已正式启动。

据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的He 32，每百吨He 32核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。

在地球上，氮元素主要以He 42的形式存在。

下列说法正确的是 A ．He 42原子核内含有4个质子 B ．He 32和He 42互为同位素 C ．He 32原子核内含有3个中子 D ．He 42的最外层电子数为2，所以He 42具有较强的金属性 2.若用x 代表一个中性原子中核外的电子数,y 代表此原子的原子核内的质子数,z 代表原子的原子核内的中子数,则对Th 23490的原子来说Ａ． x=90 y=90 z=234 Ｂ． x=90 y=90 z=144Ｃ． x=144 y=144 z=90 Ｄ． x=234 y=234 z=3243.下列指定微粒的个数比为2:1的是Ａ． 2Be 离子中的质子和电子 Ｂ． H 21原子中的中子和质子 Ｃ． 3NaHCO 晶体中的阳离子和阴离子 Ｄ． 2BaO （过氧化钡）固体中的阴离子和阳离子4. 核磁共振（NMR ）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。

已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR 现象。

试判断下列哪组原子均可产生NMR 现象Ａ． O 18 P 31 Sn 119 Ｂ． Al 27 F 19 C 12Ｃ． 元素周期表中VA 族所有元素的原子 Ｄ． 元素周期表中第1周期所有元素的原子5. （2021年上海）四种短周期元素的性质或结构信息如下表。

氢根据信息回答下列问题。

元素A B C D 性质结构信息 室温下单质呈粉末状固体，加热易熔化。

单质在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰。

单质常温、常压下是气体，能溶于水。

原子的M 层有1个未成对的p 电子。

单质质软、银白色固体、导电性强。

单质在空气中燃烧发出黄色的火焰。

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（2）能级量子化 En

1 n2
(
me4
8 02 h2
)

E1 n2
,
n 1, 2,3
其中 E1

me4
8 02 h2

13.6 eV
玻尔半径 基态能级
3. 对光谱规律解释
（1）里德伯常数的理论值
ν
En
Ek
h

me4
8
2 0
h
3
1

k
2
-
1 n2

3．量子数（quantum numbers）
名称 符号
意义
取值范围
主量子数 n 离核远近，轨道 正整数 电子层 (K,L,M,N)
能量
（1,2…）
角量子数 l 轨道形状，角动 0,…n-1 电子亚层（s,p,d,f…）
量,轨道能量(除
单电子)
磁量子数 m 轨道空间生长方
向,与能量无关
-l,…+l
角动量在空间给定方 向上的大小
组态(状态)符号
轨道-m值
轨道数量2n2
(3) 波函数(Ψ )的描述
a.直角坐标向球坐标的转换 z = rcosθ，y = rsinθsinφ，x = rsinθcosφ Ψ (x，y，z) 坐 标变换 Ψ(r，θ，φ) 分离变量： Ψ (r，θ，φ) → R (r) ·Y (θ，φ) R (r): 波函数的径向分布 与主量子数和角量子数有关
五、量子力学和原子轨道 波函数
（Quantum Mechanics and Atomic OrbitalsWave function）
1Байду номын сангаас 薛定谔方程(Schrodinger equation)
2 8 2m (E V ) 0
h2
E：总能量， V：势能， h：普朗克常数 6.626 10－3 4 J·s，
2
3、德布罗意波的物理意义 慢速电子衍射实验示意图
德布罗意波的强度和微观粒子 在某处附近出现的概率密度 (probability density)成正比
概率波
四、不确定原理（The Uncertainty Principle）
1、要点: 同时准确地测定微观粒子的动量和位置是不
可能的
x px
指出了经典物理的规律，不能完全适用于原子内部， 提出了微观体系特有的量子规律 （a）比较成功地解释了氢原子和类氢离子光谱线 （b）计算出来的氢原子的轨道半径及能级与实验值非 常接近。 （c）说明了原子的稳定性，
6．玻尔理论的局限性
(a) 不能解释多电子原子的光谱线
(b) 不能解释氢原子光谱的精细结构
（3）量子跃迁假设
原子从较高的定态En跃迁到另一个较低的定态Ek 时，才会有辐射产生，发出光子 h En Ek 2. 氢原子的电子轨道半径和能级
（1）轨道量子化
rn

n
2
(
0h2 me2
)

n2r1,
n 1, 2,3
其中 r1

0h2 me2
5.291011(m)
等价（简并）轨道
例2：判断下列各组量子数是否合理？
n=2，l=1，m=0
√
n=2，l=2，m=-1 ×
n=3，l=0，m=0 √
n=3，l=1，m=2
×
n=4，l=0，m=-1 ×
n=1，l=2，m=2
×
原子中每个波函数都可以用这里介绍的三个量 子数来确定.
4、原子轨道
（1） 把n, l, ml都有确定值的波函数成为原子轨道， （2） 符号表示: 即用n,l,m表示原子轨道。其中n由n的 取值1，2，3 ∙ ∙ ∙ 等数字表示；l的取值0,1,2,3, 等分别用 s,p,d,f等符号表示；m的符号用角度波函数的最大绝对 值在直角坐标系的轴向x,y,z表示，写在l的右下标。
ν~

c

me4
8
2 0
h3c

1 k2
-
1 n2

R理论值

me4
8
2 0
h3c
1.0973731107 m1
实验值R=1.0967758×107m-1
（2）能级和光谱线系的形成
En

E1 n2

-
hcR n2
,
n 1,2,3,
Bohr的氢原子图像
5．玻尔理论的成功
2

2 x2

2 y 2

2 z 2
解薛定谔方程的目的就是求出波函数Ψ以及与 其对应的能量E
2、波函数（Wave function）(Ψ ) （1)描述核外电子运动状态的数学表达式
空间和时间的函数 没有直接的物理意义
（2）波函数的意义：
绝对值平方|Ψ | 2表示电子在核外某一点的几率密度
第八章 原子结构和元素周期律
The structure of the atom and the periodic properties of the elements
材料
夸克
质子 中子
核外电子排布
原子核 原子
电子 (离子)
晶体结构 化学键理论
分子 物质
宇宙 （宇观） 星体
微观
（介观）
宏观
内容要点
1. 核外电子的运动状态 原子轨道Ψ和电子云 │Ψ│2的概念

h
4

2
不确定关系是自然界的客观规律，不是测量技术和主
观能力的问题，是量子理论中的一个重要概念
2、不确定原理是微观粒子第二个显著的运动特点。
3、原子轨道概念的自然形成 ：对于微观粒子的运动轨 迹，不能象经典力学所描写的那样有确定的运动轨迹， 只能用统计的方法来描述电子在原子核周围某处出现的 几率。
(c) 不能计算谱线的强度 （d）逻辑上不自洽
三、微观粒子的波粒二象性
1. 要点（1）实物粒子是粒子性和波动性的统一
(2) E = hν P = mv = h/λ
德布罗意波，也叫物质波 2. 对氢原子轨道量子化的解释
衍射图象
2r n
h
p
p h n
2 r
L mvr rp n h n
原子轨道,电子云的图象表示（s、p、d轨道）
2. 四个量子数的物理意义和取值规则 3. 氢原子与多电子原子的区别 4. 原子的电子排布与价层电子构型。 屏蔽效应、钻穿效应、核外电子排布的三原则、 5. 原子性质的周期性：半径；电离势；亲合能； 电负性
§1.核外电子运动状态
一、氢原子光谱
稀薄氢气在高电压下放电时， 发出的光经棱镜色散．在屏幕 上所得到的线状光谱
经验关系式（里德堡方程）:
解释：经典物理学的尴尬
1 R( 1 1 )

n12 n22
光谱应是连续??
原子是不稳定体系??
二、波尔理论 （Bohr’s Model）
1. 三个基本假设
（1）定态假设 电子的轨道和能量是量子化的
（2）轨道角动量量子化 轨道角动量L等于h / 2π的正整数倍