人教版化学选修三

2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
ndxy轨道 ndxz轨道 ndyz轨道
同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道
③原子轨道的电子云轮廓图 s轨道的电子云轮廓图
同种原子的两种光谱是可以互补的
第一章 原子的结构与性质
第二节 原子结构与元素性质
元素：具有相同核电荷数的一类原子的总称 核素：含有一定数目质子和中子的一种原子
同位素：质子数相同中子数不同的 同一种元素的不同原子
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数 质量数A= 质子数Z+ 中子数N
一、原子结构与元素周期表
第一章 原子的结构与性质
第一节 原子结构
一、开天辟地——原子的诞生
1、原子的诞生
宇宙大爆炸2小时：大量氢原子、少量氦原子 极少量锂原子
140亿年后的今天： 氢原子占88.6% 氦原子为氢原子数1/8 其他原子总数不到1%
99.7%
2、地球中的元素
绝大多数为金属元素 包括稀有气体在内的非金属仅22种 地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca
1、能量最低原理
能量最低原理：原子电子排布遵循构造原理 能使整个原子的能量处于最低
2、基态原子
基态原子：遵循泡利原理、洪特规则、能量 最低原理的原子
基态原子吸收能量后，电子发生跃迁变为激 发态原子
3、光谱
①吸收光谱 光亮普带上的孤立暗线 电子吸收能量跃迁时产生 ②发射光谱 暗背景下的孤立亮线 电子释放能量跃迁时产生
2、洪特规则
怎么填
电子总是优先单独地占据简并轨道
且它们的自旋方向相同
3、电子排布图
例：写出O原子的电子排布图 O原子的电子排布式： 1s2 2s2 2p4
1s2 2s2
2p4
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、周期 元素周期表的横行
①特点 同周期元素电子层数相同 同周期元素从左至右原子依次序数递增
②周期的组成
周期序数 起始原子序数 终止原子序数 元素种类
短
一
1
2
2
周
二
3
10
8
期
三
11
18
8
长
四
周
五 六
期
七
19
36
18
37
54
18
55
86
32
87
118/112 32/26
第七周期也称为不完全周期
npx轨道电 npy轨道电 子云轮廓图 子云轮廓图
npz轨道电 子云轮廓图
nd轨道电子云轮廓图
五、泡利原理和洪特规则
核外电子的基本特征
量 主量子数
子 化
角量子数
描 磁量子数 述
自旋量子数
能层 能级 轨道 自旋
大范围 小范围
公转 自转
1、泡利原理
填多少
每个轨道最多只能容纳2个电子
且它们的自旋方向相反
2、电子排布式
①电子排布式 例：写出Zn的电子排布式
Zn为30号元素，电子共30个 依据构造原理 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10
书写时：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 写出K Ca Ti Co Ga Kr Br的电子排布式
Zn：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 Ar 简 化
1926年，奥地利物理学家薛定谔等 以量子力学为基础提出电子云模型
质子（正电） 原子核 原子 （正电） 中子（不带电）
不显 电性 核外电子 分层排布
（负电） 与物质化学性质密切相关
二、能层与能级
1、能层
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电子层
能层名称 一 二 三 四 五 六 七 能层符号 K L M N O P Q
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
3、注意问题
能层 K L
M
N
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
能级 电子 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14
数
能层 2 8 电子
18
32
数 2n2 2n2
2n2
2n2
三、构造原理与电子排布式
1、构造原理
多电子基态原子的电子按能级交错的形式排布
电子排布顺序 1s
→ 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → → 5s → 4d → 5p → → 6s → 4f → 5d → 6p……
3、原子的认识过程
古希腊哲学家留基伯和德谟克立特 思辨精神
原子：源自古希腊语Atom，不可再分的微粒
1803年 道尔顿（英） 原子是微小的不可分割的实心球体
1897年，英国科学家汤姆生 枣糕模型
1911年，英国物理学家卢瑟福 电子绕核旋转的原子结构模型
1913年，丹麦科学家玻尔 行星轨道的原子结构模型
①能层与能级的关系
每一能层的能级从s开始，s,p,d,f……
能层中能级的数量不超过能层的序数
②能量关系 EK﹤EL ﹤ EM ﹤ EN Ens﹤Enp ﹤ End ﹤ Enf Ens﹤E(n+1) s ﹤ E(n+2) s ﹤ E(n+3) s Enp﹤E(n+1)p ﹤ E(n+2)p ﹤ E(n+3)p
Zn：[Ar] 3d10 4s2 ②简化电子排布式
价层电子：主族、0族元素最外层 副族、Ⅷ族最外层和次外层
写出K Ca Ti Co Ga Kr Br的简化电子排布式
③特殊规则 例：写出Cr和Cu的电子排布式
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 薛定谔等 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张