2018-2019学年苏教版选修三 专题2第1单元 原子核外电子的运动 课件(44张)

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按能层次序书写并填充入电子。
注意:并不是所有基态原子的核外
电子都符合简单的原理。
布式,并比较外围电子层排布的异同。 结果
22s22p63s23p63d54s1 Cr : 1s 24 22s22p63s23p63d104s1 Cu : 1s 29 24Cr、 29Cu、 47Ag、 79Au的核外电子排
一、人类对原子结构的认识
回忆: 原子的发现史 1.古希腊原子论 2.道尔顿原子模型(1803年) 3.汤姆生原子模型(1904年) 4.卢瑟福原子模型(1911年) 5.玻尔原子模型(1913年) 6.电子云模型(1926年)
卢瑟福(原子之父)原子模型(1911年)
原子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,就象行星环绕太阳运转一样。
例3 下列粒子中,电子排布式为 1s22s22p63s23p6的有(AC ) A.Sc3+ B.Mg2+ C.Cl- D.Br例4 下列化学用语,不能表示氯离 子的是( BC )
C. D.1s22s22p63s23p6 A.Cl- B. 例5 下列电子排布原子轨道顺序,实质是 各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能 量,以下各式中正确的是( AB ) A.E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s) B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道
形状相同的原子轨道在原子核外空间还 有不同的伸展方向
s轨道的形 状——球形 p轨道的形 状——纺锤形 (哑铃形)
d轨道的 形状—— 花瓣形 原子轨道类型 s p d f …… … …
原子轨道形状 球形 纺锤形 花瓣形
原子轨道的特点 ①s原子轨道是与原子轨道类型的说法 中不正确的是 ( C ) A.原子核外电子的每一个电子层最多可 容纳的电子数为2n2 B.任一电子层的原子轨道总是从s轨道开 始,而且原子轨道类型数目等于该电子层 序数 C.同是s轨道,在不同的能层中所能容纳 的最多电子数是不相同的 D.1个原子轨道里最多只能容纳2个电子
3、电子的自旋 电子的自旋方式有两种:顺时自旋 和逆时自旋。分别用↑和↓表示。 电子自旋状态 自旋平行:↑↑ 自旋相反:↑↓ 注:每个原子轨道最多只能排布 两个自旋相反的电子。
三、原子核外电子的排布
电子排布要遵循的原理 1.能量最低原理 原子核外电子尽先占有能量最 低的轨道,然后依次进入能量 较高的轨道,这样使整个体系 能量最低。(原子 轨道的能 量关系如下:) 1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p <5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s <5f<6d<7p…
的能量高低顺序:1s<2s<3s<4s; 2p<3p<4p; 3d<4d
(3)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
〖练习〗
1、4d轨道中最多容纳电子数为( B ) A. 2 B.10 C.14 D.18 BC 2、下列轨道含有轨道数目为3的是( ) A.1s B.2p C.3p D.4d 3、第三电子层含有的轨道数为(D ) A. 3 B.5 C. 7 D. 9
(“行星系式”原子模 型) (核式模型)
玻尔原子模型(1913年)
电子在原子核外空间的一定轨道 上绕核做高速的圆周运动。
(电子分层排布模型)
玻尔的电子分层排布模型
1、原子核外电子在一系列稳定的轨道一运 动,这些称为原子轨道(能级或电子亚层)。 2、不同的原子轨道具有不同的能量。原 子轨道的能量变化是不连续的。 3、原子核外电子可以有能量不同的轨 道上发生跃迁。
电子层 一 (n) 符号 K 二 L 三 M 四 N 五六七 O P Q · · · · · · · · · · · · 2n2
原子轨 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 道(l)
最多容 2 纳的电 2 子数
2 8
6
2
6 10 2 18
6 10 14 32
原子轨道
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
6.下列微粒的核外电子的表示方法 是否正确?若不正确请说明理由并改 正
(1)C 1s 2s 2p
(2)P原子外围电子轨道式
3s
3p
(3)Cr原子的外围电子排布式 3d44s1 (4)Fe2+ 1s22s22p63s23p63d44s2
2.按能量由低到高的顺序排列,正确 的一组是( C ) 2p、3d、4s 3s、2p
A.1s、
B.1s、2s、
C.2s、2p、3s、
3p
D.4p、3d、4s、3p
3.若n=3,以下能级符号错误的是( B ) A.np B.nf C.nd D. ns
3.写出下列元素基态原子的电子排布式: ⑴ N 1s22s22p3
②S轨道是球形对称的,所以只有1个轨道;
③p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; ④d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) ;
⑴每一电子层数(n) ⑵各原子轨道的取值 ns→n≥1;np→n≥2;
nd→n≥3;nf→n≥4; · · · · · ·
(2)光谱分析:
利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素
用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射 光谱
原子核外电子运动的描述方法 由于以上特征,电子运动不能用牛顿运 动定律来描述,只能用统计的观点来描 述。我们不可能像描述宏观运动物体那 样,确定一定状态的核外电子在某个时 刻处于原子核外空间如何,而只能确定 它在原子核外各处出现的概率。该统计 图示即电子云——好像带负电 荷的云雾笼罩在原子核周围, 人们形象的称为电子云。
练一练
写出氧、硅、铁的简化电子排布式 O:1s22s22p4 简化为 [He]2s22p4 Si:1s22s22p63s23p2 简化为 [Ne]3s23p2 Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 简化为 [Ar]3d64s2
例题解析 例1 若某基态原子的外围电子排布为 3d14s2,则下列说法正确的是( B ) A.该元素基态原子中共有3个电子
Cu: [Ar] 3d104s1
1 [Kr]4s Rb: 2 [He]2s Be:

; ; ;
54s2 [Ar] 3d 或[Ne] 3s23p6 3d54s2 Mn: 。
5.写出下列粒子的符号: ⑴最外能层电子数是次外能层电子数二 倍的原子 ; ⑵与氪原子的电子排布相同,带1个单 位负电荷的粒子 ; ⑶与氖原子的电子排布相同,带2个单 位正电荷的粒子 ; ⑷单质用于制作电脑芯片,第三能层里 2个能级上的电子数相同的原子 ; ⑸只有2个能层,带3个单位正电荷的粒 子 。
〖归纳〗 1、原子核外电子的运动特征:① 质量极小(约为质子或中子的 1/1836) ②运动空间极小(运动 范围的直径数量级为10-10m) ③极高速运动(接近光速)④无法 同时测定其速度和位置
五彩缤纷的 焰火
能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.能量最低原理:
原子的电子排布遵循构造原理使整个原子 的能量处于最低状态
回顾: 电子在原子核外空间是怎样排布的?
(1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电 子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升 高的电子层。 (2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 (3)原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最 外层时不能超过2个电子)。 (4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外 层时不能超过2个),倒数第三层电子数目不能 超过32个。
B.该元素原子核外有4个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子
D.该元素原子M能层共有8个电子
例2 下列有关认识正确的是( A ) A.各能级的原子轨道数按s、p、
d、f的顺序分别为1、3、5、7
B.各能层的能级都是从s能级开始 至f能级结束 C.各能层含有的能级数为n—1 D.各能层含有的电子数为2n2
电子云
注意: A.小黑点的含义 B.小黑点疏密的含义 C.H原子电子云的形状
(1)像一团带负电荷的云雾 (2)小黑点的疏密表示电子在核 外空间一定范围内出现的机会大 小
(3)核外电子能量底的离核近, 能量高的离核远。
二、原子核外电子的运动特征
电子层(能层)与原子轨道(能级)
1.各电子层所包含的原子轨道类型及各 电子层、原子轨道最多容纳的电子数
2.基态原子与激发态原子
处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原 子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能 级成为激发态原子。
3.基态、激发态的相互转化与 能量转化的关系
E
激发态原子
电子吸收能 量(hγ)
电子释放能 量( hγ )
基态原子
4.光谱与光谱分析:
(1)光谱:
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放 不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的 电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱
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 在能量相同的轨道上的电子,将尽 先分占不同轨道而且自旋状态相同。
2.电子排布式
电子层数 原子轨道 符号
该能级上排布 的电子数
2 2 6 1 Na:1s 2s 2p 3s
K K L L M M N
Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
(3)每一电子层最多可容纳2n2个电子 ⑷以s、p、d、f · · · · 排序的各原子轨道可容纳 的最多电子数依次为1、3、5、7、· · · · · · 的二倍。
2.各电子层、原子轨道中电子能量 的高低
⑴同一电子层中不同的原子轨道:
E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf) <· · · · · · ⑵形状相同的不同原子轨道(能级)
洪特规则特例:当原子核外电子在能量相等的 轨道上排布时,轨 道上全空(p0、d0、f0)、 半满(p3、d5、f7)、全满(p6、d10、f14)结 构 时能量较低
3.简化电子排布式
如:
Na:1s22s22p63s1
简化为
原子实
[Ne]3s1
对于电子排布式书写较为复杂,我们把 内层已经达到稀有气体结构的部分用稀 有气体加中括号方法代替。
D.碳原子要向外界环境释放能量
几个名词:
1.原子实:原子核外内层电子已达到 稀有气体结构的部分 2.外围电子排布式:原子电子排布式 中省去原子实的剩余部分 3.价电子:主族元素的外围电子排布 式,也就是主族元素的最外层电子 4.基态:最低能量状态。如处于最低 能量状态的原子称为基态原子。
习题精练 1.下列各原子或离子的电子排布式 错误的是 ( ) A.Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 B.O2- 1s2 2s2 2p6 C.Na+ 1s2 2s2 2p6 D.Si 1s2 2s2 2p2
4、轨道表示式
轨道表示式的书写格式 ①元素符号;②轨道框(一个轨道一 个框,能量相同的轨道连在一起); ③电子自旋状态(用“↑”、“↓”表 示);④轨道符号(轨道框下面)
如Na:
↑↓


当碳原子的核外电子排布由 转变为
↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
时,下列说法正确的 ↑↓ C 是A ( ) A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 C .碳原子要从外界环境中吸收能量
开天辟地──原子的诞生
1.现代大爆炸宇宙学理论 大量氢 大 宇 诞生于 约2h后 原子核的 少量氦 熔合反应 爆 宙 炸 极少量锂 其 他 元 素
2.氢是宇宙中最丰富的元素,是所有元素之母。 3.所有恒星仍在合成元素,但这些元素都是已 知的。 4.地球上的元素绝大多数是金属,非金属 (包括稀有气体)仅22种。
(2)P

1s22s22p63s23p3 ;
22s22p63s23p2 1s (3)Si
;
22s22p63s23p64s2 1s ⑷Ca ; 22s22p63s23p63d104s24p5 1s (5)Br
;
4.写出下列元素原子的简化电子排布式:
Na: [Ne]3s1 ;
P: [Ne]3s23p3
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