原子核外电子的运动》课件课件苏教版选修3

原子轨 道类型
原子轨道 类型数目
可容纳的 电子数目
1 2
3
1s 2s，2p
3s，3p，3d
1 4 9
2 8 18
4
n
4s，4p，4d， 4f —
16
n2
32
2n2
各原子轨道的能量高低： 多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子 轨道能量的高低存在如下规律： ①相同电子层上原子轨道能量的高低：
ns < np < nd < nf
关于电子在核外的运动， 你已经知道哪些规律？
电子云 ·
分层运动（排布）； 离核越远； 能量越高。
1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q
二
核外电子的排布 分层排布
电子层： K L M N 离核远近：近 能量高低：低
1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P
O
P Q 远 高
7 Q
√
√
2、3d轨道中最多容纳电子数为 A、2 B、 C、 14 √ 10
D、 18
3、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7 √D、 9 4.第二电子层最多含有的电子数是 A、2 B、4 C、 8 D、10
√
专题2 原子核外电子的运动特征
5、下列关于电子层与原子轨道类型的说法中不正确的是 ( 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 )
s轨道：球形
专题2 原子核外电子的运动特征
原子轨道形状----电子云轮廓图来自百度文库
s轨道----呈球形
p轨道：纺锤形
p原子轨道
p原子轨道是纺锤形（哑铃形）的
d原子轨道
d原子轨道是花瓣形的；f轨道形 状更复杂。
专题2 原子核外电子的运动特征
原子轨道的表示方法： 表示为ns，np，nd，nf等。 第一电子层：只一种形状——球形对称，只一种类型轨道， 用s表示，叫s轨道，记作1s。 第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是： 球形，记作2s；纺锤形，用p表示，叫p轨道，记作2p。 第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。 记作3s，3p，3d。 第四电子层：有四种形状，决定有四种类型轨道。 记作4s，4p，4d，4f 第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。
4、用“＞”“＜”或“＝”表示下列各组 多电子原子的原子轨道能量的高低 ⑴3s ⑶3s
＜ ＜
3p 3d
⑵2px ⑷4s
＝ ＞
2py 3p
5、比较下列多电子原子的原子轨道能 量的高低
⑴2s ⑵3s 2p 3p 4s 2s＜2p＜4s 4p 3s＜3p＜4p
（4）电子自旋：
原子核外电子还有一种称为“自旋” 的运动。原子核外电子的自旋可以有两 种不同的状态，通常人们用向上箭头 “↑”和向下箭头“↓”来表示这两种 不同的自旋状态。当然，“电子自旋” 并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代 表电子的两种不同状态。
1．原子核外电子排布原理 （1）能量最低原理。原子核外 电子先占有能量低的轨道．然 后依次进入能量较高的轨道。
（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。原子核外电子 在能量相同的各个轨道上排布 时①电子尽可能分占不同的原 子轨道， ②自旋状态相同， ③全充或半充满时能量最低。
原子轨道种类数与电子层序数相等，即n层有n种轨道。
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。
（三）轨道的伸展方向：
s轨道是球形对称的，只有 1个轨道，可容纳2个电子。
p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向， 所以p轨道含3个轨道，可容纳6个电子 分别记作：px、py、pz。
d轨道有5个伸展方向，有5个轨道，可容纳10个电子； f轨道有7个伸展方向，有7个轨道，可容纳14个电子。
√ 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
专题2 原子核外电子的运动特征
6、下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ） A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子 云 B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳 内运动 C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子 轨道也在增多 D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层 √的增大而增大
C、能量高的电子在离核近的区域运动 D、能量低的电子在离核低的区域运动
核外电子排布规律：
（1）能量最低原理： 电子先排布在能量较
低的轨道上。
每层≤2n2个。 （2）
最外层≤ 8个（K层时≤2个），如果最 外层为8个（K层为2个）就达到了饱 和稳定结构。
次外层≤ 18个，倒数第三层≤ 32
排布规律（一低四不超）
（1）能量最低原理 （2）各层最多容纳2n2 个电子 （3）最外层不超过8个（K层2个）
（4）次外层不超过18个，倒数第
三层不超过32个。 相互制约，相互联系
原子结构示意图：
原子核
质子数
镁原子 （Mg )
电子层 该层上的电子数
第一层 倒数第一层 最外层 次外层 电子层数为_______层。
核电荷数为1~18的元素的原子结构示意图
(2)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电子及自旋状态(↑、↓)。
（1）电子分层排布的依据是什么？
（2）在多电子原子中，每一层上的电子能量 一样吗？ 运动区域的形状一样吗？ （3）为什么每个电子层所能容纳的电子数最 多为2n2（n为电子层数）？
动动脑
观察这个原子运动状态图（剖面图）， 该原子核外有几个电子层？
动动脑
1、下列轨道含有轨道数目为3的是 A、1s B、2p C、3p D、4d
②形状相同的原子轨道能量的高低： 1s < 2s < 3s < 4s…… 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。
2px＝2py＝2pz
3、有下列四种轨道：①2s、②2p、③ 3p、④4d，其中能量最高的是（ D ）
A. 2s B.2p C.3p D.4d
巩固练习
1、关于“电子云”的描述中，正确的是D A、一个小黑点表示一个电子
B、一个小黑点代表电子在此出现过一次
C、电子云是带正电的云雾
D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位 体积内出现机会的多少
2、下面关于多电子原子核外电子的运动 规律的叙述正确的是（ AD ） A、核外电子是分层运动的
B、所有电子在同一区域里运动
3、将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由 高到低的顺序排列 1s 4p 2s 3s 5f 4s
专题2 原子核外电子的运动特征(2)
4.将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由高到 低的顺序排列为 。 1s、3d、4s、2p、5f、6d、7s、4p、3s、5s、4p、6p
2．原子的电子排布式和轨道表示式
一、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
电子云：描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点： 并不是表示原子核外的一个电子,而是 表示电子在此空间出现的机率。 电子云密度大的地方说明电子出现的 机会多，而电子云密度小的地方说明电子 出现的机会少。
专题2 原子核外电子的运动特征
用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。
专题2 原子核外电子的运动特征
同一电子层的电子能量不一定相同， 处在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
（二）原子轨道： 指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 1、原子轨道类型（又叫能级）： 轨道类型不同，轨道的形状也不同。用s，p，d，f 表示不同形状的轨道。
专题2 原子核外电子的运动特征
（一）电子层（又称能层）：分层依据：能量的较大差别； 电子运动的主要区域或离核远近的不同。
电子层序数 1 （n） 符号 K
2 L
3 M
4 N
5 O
6 P
7 Q
离核越来越远，能量越来越高
同一电子层内，电子能量也并非完全相同。
（二）原子轨道——电子亚层
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。
(1)电子排布式的书写格式： ①元素符号； ②轨道符号(带电子层数)； ③电子个数(右上角)。 练习:写出下列元素的电子排布式: Na： 22s22p63s1 1s
1s22s22p63s23p64s1 K： 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 Rb：
2．原子的电子排布式和轨道表示式
核外电子的运动状态
小结：
描 述 核 外 电 子 运 动 状 态 的 参 数
电子层n
原子轨道或电子云形状
原子轨道或电子云在空间的伸展方向
电子的自旋状态（或自旋方向）
描述原子核外电子的运动 状态涉及电子层、原子轨道和电 子自旋。科学家经过研究发现， 原子核外电子的排布遵循能量最 低原理、泡利不相容原理和洪特 规则。
专题2 原子核外电子的运动特征
2、原子轨道的表示方法（ns，np，nd，nf等）
n 电子层
原子轨道
1 第一 1s
2 第二 2s 2p
3 第三 3s 3p 3d
4 第四 4s 4p 4d 4f
原子轨道种类数与电子层序数相 等，即n层有n种轨道。
总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
电子层
1、核外电子以极高的速度、在极小的空间作应不停止 的运转。 不遵循宏观物体的运动规律（不能测出在某一时刻的位 置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。
2、可用统计（图示）的方法研究电子在核外 出现的概率。 电子云——电子在核外空间一定范围内出现 的机会的大小，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。
乒乓球直径 410-2 m
核外电子运动空间范围 n10-10 m
速度极快
1、运动特征： 运动空间极小
无固定运动轨迹
宏观、微观运动的不同
宏观物体 微观粒子
质量
速度 位移 能量 轨迹
很大
较小 可测
很小
很大（接近光 速）
位移、能量 不可同时测定 可测 可描述
（画图或函数描述）
不可确定
二、原子核外电子的运动特征
第一单元 原子核外电子的运动
德谟克利特：朴素原子观 道尔顿：原子学说
1803 1904
汤姆生：“葡萄干面包式” 模 型 1911 卢瑟福：带核原子结构模型 玻尔：原子轨道模型 现代量子力学模型
1913
1926
汽车 速率（Km/S) 0.03
运动物体
炮弹 人造卫星 宇宙飞船 电子 2 7.8 11 2200
金属元素 最外层电子数 一般少于4个
非金属元素 最外层电子数 一般多于4个
稀有气体元素 最外层电子数 已达到最多（2 个或8个）
（1）电子分层排布的依据是什么？
（2）在多电子原子中，每一层上的电子 能量一样吗？运动区域的形状一样吗？ （3）为什么每个电子层所能容纳的电子 数最多为2n2（n为电子层数）？
1s
记忆能级图
2s
3s 4s 5s 6s 7s 4f 5f 3d 4d 5d 6d
2p
3p 4p 5p 6p 7p
[说明]自左而右、自上而下，轨道能量依次递增。
专题2 原子核外电子的运动特征(2)
1、氢原子的3d和4s能级的能量高低是 ( ) B 3d<4s √A 3d>4s C 3d=4s D 无3d,4s轨道,无所谓能量高低 2、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低 （1）1s、3d （2）3s、3p、3d （3）3p、3p、4p （4）3px，3pz，3py
专题2 原子核外电子的运动特征(2)
（五）原子轨道的能量：
④原子轨道能量顺序图 （能级图）
1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p 能级组记忆法
专题2 原子核外电子的运动特征(2)
（五）原子轨道的能量：
④原子轨道能量顺序图 （能级图）
专题2 原子核外电子的运动特征
（四）电子自旋： 电子的自旋方式有两种：顺时自旋和 逆时自旋。分别用↑↓表示。 电子平行自旋： 电子反向自旋： ↑↑ ↑↓
填空：
处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不 轨道 同类型的原子轨道 上运动,轨道类型 不同， 的形状也不同。
S轨道是 球形 对称的,所以S轨 道 1 个轨道；P轨道在空间有 x、y、z 个 伸展方向,所以P轨道包括 px、py、pz 3 个 轨道；d轨道有 5 个轨道、f轨道有 7 个 轨道。每一个原子轨道上只能有 2 个自旋 状态不同的核外电子。