核外电子运动的状态

全空 ： p0 , d0 , f0
比较：24Cr
1s22s22p63s23p63d44s2
实验测定： 1s22s22p63s23p63d54s1
29Cu
1s22s22p63s23p63d94s2
实验测定 ： 1s22s22p63s23p63d104s1
为何核外电子排布最外层电子不超过8个， 次外层电子不超过18个….
例2. O2-离子中电子的运动状态有( C ) A.3种 B. 8种 C.10种 D.12 种
其原子最外层有__6____种运动状态不同的电 子，
其原子中有_5_____种能量不同的电子； 其属于__P_____区元素。
3．洪特规则: 在能量相同的轨道上电子以相同的自旋方向，
分占不同的轨道.
6C 轨道表 示式
8、原子的S亚层和P亚层电子数相等的是 __O_、__M__g_____.(短周期）。
9、最外层电子数与次外层电子数相等 的元素有_B_e_、__A__r___.
例9. 第IV主族元素R,在它的R(OH)n中,其质 量分数为0.778,在它的另一化合物R(OH)m 中,质量分数为0.636.
(1).试求n和m的值,n=___,m=____.
多电子原子中能级交错现象 原因：除原子核对电子影响外，还存在各电 子之间的相互作用，减弱了原子核对外层电 子的作用.
22Ti 26Fe的核外电子排布式
例如：22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2
26Fe
1s22s22p63s23p63d64s2
填入按能级顺序 书写按电子层顺序
再如：
X 3s23p1 Y 3s23p5
2s22p3 3s23p1 3s2 2s22p4 3s23p4 3s22P3
(A)
(B)
( C)
(D)
例3. 下列各组原子中,彼此的化学性质一定相似 的是__D___.
(A)P原子:1s2 Q原子:2s2
(B) P原子:M电子层上有2个电子. Q原子:N电子层上也有2个电子.
写出相对分子质量为44的物质的分子式 CO2 、 N2O、 C3H8 (三种)。 9、写出核外电子总数为10、18的微粒(尽可能多)。 核外电子总数为10的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4、 F-、O2-、N3-、OH-、NH2-、H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、 Al3+ 核外电子总数为18的微粒：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、 Cl-、S2-、HS-、F2、H2O2、HFO、N2H4、C2H6
⑵
运动范围小
（直径约为10-10m ） ⑶ 高速运动，接近光速
结论：
电子的运动与宏观物体的运动不同， 宏观物体遵循牛顿运动定律,
而电子运动不遵循牛顿运动定律.
原子核外电子的运动没有确定的轨道,不 能同时准确地测定电子在某一时刻所处 的位置和运动速度,也不能描画出它的运 动轨迹.
思考： 如何描述核外电子的运动？
1s22s22p2
C
1s22s22p4
O
1s22s22p63s23p2 Si 1s22s22p63s23p4 S
例2.(1).短周期元素P亚层未成对电子数最多 的元素原子是__N__、__P_____.
(2).第三周期元素P亚层有一个未成对电子的 元素__A_l_、__C_l___.
(3).第三周期元素P亚层有两个未成对电子元 素原子的电子排布式和轨道表示式.
例9. 元素X的原子最外层电子排布式是 nsnnpn+1. 原子中能量最高的是2_P_3__电子,其电
子云在空间有_3___种伸展方向;X的名称是 _氮___,其氢化物的电子式是_____.
例7 若A元素原子的最外层电子的结构是 ns2，则下列判断正确的是—D —。
(A). A一定是金属元素 (B) .A一定是ⅡA 族元素 (C). A的最高正价是+2价 (D).A不易形成负价.
三层不超过32个。 相互制约，相互联系
三、核外电子排布式与轨道表示方式
核外电子排布的原则
1、泡利不相容原理 同一轨道上最多可容纳电子自旋方向相反
的两个电子。
在同一原子里,没有运动状态完全相同的 两个电子存在。
2、能量最低原理：电子优先进入能量低 的轨道。
E1S <E2S <E2P <E3S <E3P
1、氢原子的电子云图中的小黑点表示的 意义是（ D ）
（A）一个黑点表示一个电子 （B）黑点的多少表示电子个数的多少 （C）表示电子运动的轨迹 （D）电子在核外空间出现机会的多少
二.核外电子运动状态 1. 电子层
根据电子的能量差异和空间运动范围离核的 远近不同,核外电子分别处于不同的电子层.
电子层 n= 1 2 3 4 5 6 7 KL M N O P Q
电子离核距离 近
能量
低
远 高
2.电子亚层(同一电子层中,电子运动形状不同, 能量也有区别)
四种亚层 S、P、d、 f 形状：s—球形 p-纺锤形 d-花瓣形 f-十字花瓣形
电子层和电子亚层关系 n=1 s亚层 1s n=2 s、p亚层 2s、2p n=3 s、p、d亚层 3s、3p、3d n=4 s、p、d、f亚层 4s、4p、4d、4f
一、原子核外电子运动的特征
1、宏观物体的运动特征
下面以铅球的自由落体运动为例：
S=1/2gt2 V=gt
所处的位置及运行的速度； • 可以描画它们的运动轨迹。
归纳宏观物体运动的特征：
可以准确地测出它们在某一时刻 所处的位置及运行的速度；
可以描画它们的运动轨迹。
2、核外电子运动的特征：
⑴
电子质量很小 （9.1×10-31kg） 带负电荷
s
1=12
2
2
s.p
1+3=4=22 8
1+3+5=9=32
3
.d.f
1+3+5+9=16 =42
32
….n
n2
2n2
小结：
电子云形状---由电子亚层决定.
电子的能量---由电子层、电子亚层决定。 轨道---由电子层、电子亚层、电子云伸展方 向决定。 电子的运动状态---由电子层、电子亚层、电 子云伸展方向和电子的自旋四个方面描述。
电子云的伸展方向:
s轨道：球形
电子云的伸展方向:
Px
Py
Pz
p轨道：纺锤形
形状：d轨道电子云伸展方向—花瓣形
形状：f轨道电子云伸展方向—复杂花瓣形
4. 电子的自旋
每一个轨道中最多只能容纳二个自旋
方向相反的电子.
↑↓
自旋方向示意图：
电子层 序数
电子亚层
轨道数 n2
最多可容纳 电子数2n2
1
作业 写出1～35号元素的核外电子排布式。
写出N 、F、Si元素的轨道表达式。
写出Cr、Cu、Fe、Na、Br、Ar最外层电 子排布式。
电子排布方面的规律
1.主族元素中单电子数最多的是_Ⅴ__A_ 族元 素，前四周期单电子数最多的元素是__C_r_. _ 2.原子最外层成对电子数和成单电子数相等 的元素在_Ⅲ__A__、__Ⅵ__A族元素。 3.原子最外层电子数是次外层电子数2倍或3 倍的元素一定__在__第__二__周__期_______. 4.次外层电子数为2 的元素一定__在__第__二__周__期__. 5.次外层电子数为8的元素在第三周期以下所 有_Ⅰ__A__、__Ⅱ__A______的元素.
同层中能量 ns<np<nd<nf
3. 电子云伸展方向——轨道 S电子云---一个伸展方向 p电子云—三个伸展方向 (px py pz) d电子云—五个伸展方向, f电子云—七个伸展方向
问题: (px py pz)能量是否相同?
(3px = 3py =3 pz)
2px <3px <4px
轨道---在一定电子层上具有一定形状和一定伸 展方向的电子云所占据的空间称轨道.
核外电子排布式书写
（1）按能量由低到高顺序，正确书写轨道符号。 （2）按电子排布规律，分别在s.p等亚层右上角 填写所排电子的数目。
例1.写出1~18号元素原子的核外电子排布式。
电子排布式： 6C 1s2 2s2 2p2
8O 1s2 2s2 2p4
S区 、P区 轨道表示式
7N 1s2 2s2 2p3 9F 1s2 2s2 2p5
1、只能用统计的观点指出它在原子核外 空间某处出现机会的多少。 2、用“电子云”形象的描述核外电子的 运动。
氢原子的五次瞬间照相:
电子云演示
氢原子的电子云的特征：
① 呈球形分布
而多电子原子的电子 云则比较复杂。
② 在离核近处密度大, 离核远处密度小.
③ 用小黑点的疏密来形象化描述电子 在原子核周围出现机会多少的图象---------电子云.
例. 下列原子的最外电子层中,成对电子占 据的轨道和不成对电子占据的轨道数目相 同的是
AD
A. B B. K C. Si D. O
下列电子排布式表示的微粒,无法确定其 是原子还是离子的是___A__C_.
(A)1s2 (B )1s22s2 (C ) 1S22S22P63S23P6 (E)1s22s22p1
He Be Mg Ca Fe
例8. 下列四种微粒中,不能破坏水的电离 平衡的是(D ).
A. X2- 1s22s22p63s23p6 B. Y 1s22s22p63s1 C. Z3+ 1s22s22p6 D. W- 1s22s22p63s23p6
例10.X.Y两元素可形成X2Y3型化合物,则 X.Y原子最外层的电子排布可能是_B__C_.
表示原子结构的化学式有: ①电子式; ②原子结构示意图; ③特征电子构型(最外层电子排布式,即价电子数); ④核外电子排布式; ⑤轨道表示式.