原子结构电子云与原子轨道fyp
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能层(n) 能层(n) 一 符号 K 二 L 三 M 四 N 五六七 O P Q
能级(l) 能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ······ 最多容 2 纳的电 2 子数 2 8 6 2 6 10 2 6 10 14 ······ 18 32 2n2
能级数= 能级数=能层序数
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则 能量最低原理
画出24Cr 的轨道排布式
↑ ↑ 4s1 ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s2 1s2 ↑↓ 2p6 ↑↓ 3s2 3p6 ↑↓ ↑↓ 4s2 3d5 ↑ ↑ 3d4 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
第一章
原 子 结 构
第 一 节
知识回顾
原子的 组成
A
原子核
质子 中子
X Z
核外电子
核电荷数=核内质子数= 核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+ 质量数=质子数+中子数
核外电子的分层排布规律: 核外电子的分层排布规律:
（1）先排能量低的电子层，由里往外再排能 先排能量低的电子层，由里往外再排能 量高的电子层。 量高的电子层。 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个。 每一层最多容纳电子数： （3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层 最外层电子数不超过8 时不超过2 时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层 次外层电子数不超过18个 18 不超过32个 不超过32个。 32
5 O 50
… …
n
2n2
离核近
能量 低
电子亚层） 能级：(电子亚层） 电子亚层
在多电子原子中，同一能层的 在多电子原子中，同一能层的 电子的能量也可能不同， 电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级． 将它们分为不同的能级． （s、p、d、f)
2.各能层所包含的能级类型及各 2.各能层所包含的能级类型及各 能层、 能层、能级最多容纳的电子数
基态碳原子的最外能层的各能级中， 基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布 原子的最外能层的各能级中 的方式正确的是
A
B
C
D
基态原子的4s能级中只有1 基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共 4s能级中只有 有 A．1种 B．2种 C．3种 D．8种
科学探究
1 为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的 为什么画出的方框（轨道） 2 每个轨道最多能填几个电子
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
* P能级的原子轨道是 哑铃型的,每个P 哑铃型的,每个P能级有 个原子轨道, 3个原子轨道,它们相互 垂直,分别以P 垂直,分别以Px,Py,PZ 表示. 表示. 这三个轨道的能 量相等
d能级的原子轨道 能级的原子轨道
d能级的原子轨道有 个. 5
能级与原子轨道数和容纳电子数的关系
H原子结构模型
电子的运动 特征与行星 相同吗？
微观物体的运动特征： 微观物体的运动特征：
• 电子的质量很小，只有9.11×10电子的质量很小，只有9.11 9.11× 31千克； 千克； • 相对于宏观物体而言核外电子的 运动范围很小； 运动范围很小； 测不准 • 电子的运动速度很大； 电子的运动速度很大； • 没有固定的轨迹
d轨道电子分布和自旋情况正确的是（BDF 轨道电子分布和自旋情况正确的是（ 轨道电子分布和自旋情况正确的是 ）
4.补充规则 4.补充规则
全充满（ 全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0） 全空时（ 半充满（ 半充满（p3，d5，f7）
1.写出 Cu的电子排布式和 1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
学与问
1.原子核外电子的每一个能层最多可容 1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（ 纳的电子数与能层的序数（n）之间存在 什么关系？ 什么关系？ 2n2 2.不同的能层分别有多少个能级，与能 2.不同的能层分别有多少个能级， 不同的能层分别有多少个能级 层的序数（ 之间存在什么关系？ 层的序数（n）之间存在什么关系？ 3.英文字母相同的不同能级中， 3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的 英文字母相同的不同能级中 最多电子数是否相同？ 最多电子数是否相同？
Leabharlann Baidu
小结： 小结：
①每个能层(n)中，能级符号的顺序 每个能层(n)中 (n)
ns、np、nd、nf…… ns、np、nd、nf 是_________________________ _________________________ 能层序 任一能层，能级数=______________ =______________数 ②任一能层，能级数=______________数
3 填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系
4 电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序
谢 谢 指
导
二、能层与能级 什么叫能 1、 什么叫能层？
在含有多个电子的原子里, 在含有多个电子的原子里, 电子分别在能量不同的区 域内运动, 域内运动,这种不同的区域 称为电子层(n) (n)即能层 称为电子层(n)即能层
二、能层与能级 1、能层
能层 符号 最多 电子 数
1 K 2
2 L 8
3 M 18
4 N 32
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图 铁原子电子排布式 铁原子电子排布图 轨道表示式） （轨道表示式） 1s22s22p63s23p63d64s2
3d 4S 3P 3S 2P 2S 1S
★核外电子排布规则: 核外电子排布规则: 1.能量最低原理 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 原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的 构造原理 能量处于最低状态 2.泡利不相容原理 2.泡利不相容原理 一个原子轨道最多容 个电子， 纳2个电子，而且自旋 方向相反 相反。 方向相反。 ↑↓
③ s 、 p 、 d 、 f…… 可 容 纳 的 电 子 数 依 次 是 2 6 10 14 ________________________
电子云与原子轨道
太阳
宏观物体的运动特征
• 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； 刻所处的位置及运行的速度； •可以描画它们的运动轨迹。 可以描画它们的运动轨迹。 可以描画它们的运动轨迹
原子轨道：电子云的轮廓图（ 原子轨道：电子云的轮廓图（90%） ）
S能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的 能级的原子轨道是球形对称的. * S能级的原子轨道是球形对称的. 能层序数n越大, * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
S能级的原子轨道图
所有的S能级原子轨道都是 球形的， 所有的 能级原子轨道都是 ＿形的， 能层序数越大原子轨道的半径 S能层只有＿个轨道 能层只有＿ 能层只有 1
能级 最多容 纳的电 子数 原子轨 道数
s
p
d
f
1×2 3×2 5×2 7×2 1 3 5 7
个电子
一个原子轨道最多容纳
四 核外电子排布规则
1.最低能量原理 电 最低能量原理──电 最低能量原理 子在原子轨道上的排 布，要尽可能使电子 的能量最低。 的能量最低。
2.泡利不相容原理 每个原子轨道 泡利不相容原理──每个原子轨道 泡利不相容原理 最多只能容纳两个电子， 最多只能容纳两个电子，且自旋方 向必须相反
洪特规则的特例： 洪特规则的特例：
在等价轨道的全充满（ ）、半充满 半充满（ 在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3， d5，f7）全空时 0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较 全空时(p 的状态， 的状态 大的稳定性。 大的稳定性。
•结构示意图：能直观地反映核内的质子数和 结构示意图： 结构示意图 核外的电子层数及各能层上的电子数。 核外的电子层数及各能层上的电子数。 •电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 电子排布式 能级和各能级上的电子数。 能级和各能级上的电子数。 •轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及 轨道表示式： 轨道表示式 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
• 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 ns nf……（n代表能层） nf （ 代表能层） • 任意能层总是从s能级开始，且能级数=该能层 任意能层总是从s能级开始，且能级数= 序数。 序数。 能级，分别是3s 3d。 例如第三能层有 3 能级，分别是3s 3p 3d。 • 以s、p、d、f……各能级最多容纳的电子数依 各能级最多容纳的电子数依 次为1 次为1、3、5、7……的2倍。 的
思考：写出Ne原子的轨道表示式 思考：写出Ne原子的轨道表示式 Ne 1s 2s 2p
那么O原子的轨道表示式 那么 原子的轨道表示式 怎么写呢？ 怎么写呢？ 1s 2s 2p
3.洪特规则 3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 同一能级的不同轨道时 总是首先单独占一个轨道（ 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。 ），而且自旋方向相同 的轨道），而且自旋方向相同。
核外电子运动状态的描述
五、电子云与原子轨道 电子云的演示
电子云：描述核外电子运动特征的图象。 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 电子云中的小黑点： 个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。 个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。 电子云是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
2.某元素的原子，3p能级有两个未 2.某元素的原子，3p能级有两个未 某元素的原子 成对电子，则该原子可能是？ 成对电子，则该原子可能是？
3.当碳原子的核外电子排布由 3.当碳原子的核外电子排布由 转变为 时，下列说法正确的是： 下列说法正确的是：
A C
A.碳原子由基态变为激发态 A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 B.碳原子由激发态变为基态 .碳原子要从外界环境中吸收能量 C .碳原子要从外界环境中吸收能量 D.碳原子要向外界环境释放能量 D.碳原子要向外界环境释放能量
He原子的核外电子排布 原子的核外电子排布
↑↓
3.洪特规则 洪特规则-----电子在等价轨道上排布时， 电子在等价轨道上排布时， 洪特规则 电子在等价轨道上排布时 总是尽可能分占不同的轨道， 总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向 相同
N原子的核外电子排布 原子的核外电子排布
↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑
课堂练习 用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
能级(l) 能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ······ 最多容 2 纳的电 2 子数 2 8 6 2 6 10 2 6 10 14 ······ 18 32 2n2
能级数= 能级数=能层序数
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则 能量最低原理
画出24Cr 的轨道排布式
↑ ↑ 4s1 ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s2 1s2 ↑↓ 2p6 ↑↓ 3s2 3p6 ↑↓ ↑↓ 4s2 3d5 ↑ ↑ 3d4 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
第一章
原 子 结 构
第 一 节
知识回顾
原子的 组成
A
原子核
质子 中子
X Z
核外电子
核电荷数=核内质子数= 核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+ 质量数=质子数+中子数
核外电子的分层排布规律: 核外电子的分层排布规律:
（1）先排能量低的电子层，由里往外再排能 先排能量低的电子层，由里往外再排能 量高的电子层。 量高的电子层。 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个。 每一层最多容纳电子数： （3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层 最外层电子数不超过8 时不超过2 时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层 次外层电子数不超过18个 18 不超过32个 不超过32个。 32
5 O 50
… …
n
2n2
离核近
能量 低
电子亚层） 能级：(电子亚层） 电子亚层
在多电子原子中，同一能层的 在多电子原子中，同一能层的 电子的能量也可能不同， 电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级． 将它们分为不同的能级． （s、p、d、f)
2.各能层所包含的能级类型及各 2.各能层所包含的能级类型及各 能层、 能层、能级最多容纳的电子数
基态碳原子的最外能层的各能级中， 基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布 原子的最外能层的各能级中 的方式正确的是
A
B
C
D
基态原子的4s能级中只有1 基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共 4s能级中只有 有 A．1种 B．2种 C．3种 D．8种
科学探究
1 为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的 为什么画出的方框（轨道） 2 每个轨道最多能填几个电子
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
* P能级的原子轨道是 哑铃型的,每个P 哑铃型的,每个P能级有 个原子轨道, 3个原子轨道,它们相互 垂直,分别以P 垂直,分别以Px,Py,PZ 表示. 表示. 这三个轨道的能 量相等
d能级的原子轨道 能级的原子轨道
d能级的原子轨道有 个. 5
能级与原子轨道数和容纳电子数的关系
H原子结构模型
电子的运动 特征与行星 相同吗？
微观物体的运动特征： 微观物体的运动特征：
• 电子的质量很小，只有9.11×10电子的质量很小，只有9.11 9.11× 31千克； 千克； • 相对于宏观物体而言核外电子的 运动范围很小； 运动范围很小； 测不准 • 电子的运动速度很大； 电子的运动速度很大； • 没有固定的轨迹
d轨道电子分布和自旋情况正确的是（BDF 轨道电子分布和自旋情况正确的是（ 轨道电子分布和自旋情况正确的是 ）
4.补充规则 4.补充规则
全充满（ 全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0） 全空时（ 半充满（ 半充满（p3，d5，f7）
1.写出 Cu的电子排布式和 1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
学与问
1.原子核外电子的每一个能层最多可容 1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（ 纳的电子数与能层的序数（n）之间存在 什么关系？ 什么关系？ 2n2 2.不同的能层分别有多少个能级，与能 2.不同的能层分别有多少个能级， 不同的能层分别有多少个能级 层的序数（ 之间存在什么关系？ 层的序数（n）之间存在什么关系？ 3.英文字母相同的不同能级中， 3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的 英文字母相同的不同能级中 最多电子数是否相同？ 最多电子数是否相同？
Leabharlann Baidu
小结： 小结：
①每个能层(n)中，能级符号的顺序 每个能层(n)中 (n)
ns、np、nd、nf…… ns、np、nd、nf 是_________________________ _________________________ 能层序 任一能层，能级数=______________ =______________数 ②任一能层，能级数=______________数
3 填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系
4 电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序
谢 谢 指
导
二、能层与能级 什么叫能 1、 什么叫能层？
在含有多个电子的原子里, 在含有多个电子的原子里, 电子分别在能量不同的区 域内运动, 域内运动,这种不同的区域 称为电子层(n) (n)即能层 称为电子层(n)即能层
二、能层与能级 1、能层
能层 符号 最多 电子 数
1 K 2
2 L 8
3 M 18
4 N 32
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图 铁原子电子排布式 铁原子电子排布图 轨道表示式） （轨道表示式） 1s22s22p63s23p63d64s2
3d 4S 3P 3S 2P 2S 1S
★核外电子排布规则: 核外电子排布规则: 1.能量最低原理 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 原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的 构造原理 能量处于最低状态 2.泡利不相容原理 2.泡利不相容原理 一个原子轨道最多容 个电子， 纳2个电子，而且自旋 方向相反 相反。 方向相反。 ↑↓
③ s 、 p 、 d 、 f…… 可 容 纳 的 电 子 数 依 次 是 2 6 10 14 ________________________
电子云与原子轨道
太阳
宏观物体的运动特征
• 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； 刻所处的位置及运行的速度； •可以描画它们的运动轨迹。 可以描画它们的运动轨迹。 可以描画它们的运动轨迹
原子轨道：电子云的轮廓图（ 原子轨道：电子云的轮廓图（90%） ）
S能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的 能级的原子轨道是球形对称的. * S能级的原子轨道是球形对称的. 能层序数n越大, * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
S能级的原子轨道图
所有的S能级原子轨道都是 球形的， 所有的 能级原子轨道都是 ＿形的， 能层序数越大原子轨道的半径 S能层只有＿个轨道 能层只有＿ 能层只有 1
能级 最多容 纳的电 子数 原子轨 道数
s
p
d
f
1×2 3×2 5×2 7×2 1 3 5 7
个电子
一个原子轨道最多容纳
四 核外电子排布规则
1.最低能量原理 电 最低能量原理──电 最低能量原理 子在原子轨道上的排 布，要尽可能使电子 的能量最低。 的能量最低。
2.泡利不相容原理 每个原子轨道 泡利不相容原理──每个原子轨道 泡利不相容原理 最多只能容纳两个电子， 最多只能容纳两个电子，且自旋方 向必须相反
洪特规则的特例： 洪特规则的特例：
在等价轨道的全充满（ ）、半充满 半充满（ 在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3， d5，f7）全空时 0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较 全空时(p 的状态， 的状态 大的稳定性。 大的稳定性。
•结构示意图：能直观地反映核内的质子数和 结构示意图： 结构示意图 核外的电子层数及各能层上的电子数。 核外的电子层数及各能层上的电子数。 •电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 电子排布式 能级和各能级上的电子数。 能级和各能级上的电子数。 •轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及 轨道表示式： 轨道表示式 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
• 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 ns nf……（n代表能层） nf （ 代表能层） • 任意能层总是从s能级开始，且能级数=该能层 任意能层总是从s能级开始，且能级数= 序数。 序数。 能级，分别是3s 3d。 例如第三能层有 3 能级，分别是3s 3p 3d。 • 以s、p、d、f……各能级最多容纳的电子数依 各能级最多容纳的电子数依 次为1 次为1、3、5、7……的2倍。 的
思考：写出Ne原子的轨道表示式 思考：写出Ne原子的轨道表示式 Ne 1s 2s 2p
那么O原子的轨道表示式 那么 原子的轨道表示式 怎么写呢？ 怎么写呢？ 1s 2s 2p
3.洪特规则 3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 同一能级的不同轨道时 总是首先单独占一个轨道（ 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。 ），而且自旋方向相同 的轨道），而且自旋方向相同。
核外电子运动状态的描述
五、电子云与原子轨道 电子云的演示
电子云：描述核外电子运动特征的图象。 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 电子云中的小黑点： 个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。 个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。 电子云是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
2.某元素的原子，3p能级有两个未 2.某元素的原子，3p能级有两个未 某元素的原子 成对电子，则该原子可能是？ 成对电子，则该原子可能是？
3.当碳原子的核外电子排布由 3.当碳原子的核外电子排布由 转变为 时，下列说法正确的是： 下列说法正确的是：
A C
A.碳原子由基态变为激发态 A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 B.碳原子由激发态变为基态 .碳原子要从外界环境中吸收能量 C .碳原子要从外界环境中吸收能量 D.碳原子要向外界环境释放能量 D.碳原子要向外界环境释放能量
He原子的核外电子排布 原子的核外电子排布
↑↓
3.洪特规则 洪特规则-----电子在等价轨道上排布时， 电子在等价轨道上排布时， 洪特规则 电子在等价轨道上排布时 总是尽可能分占不同的轨道， 总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向 相同
N原子的核外电子排布 原子的核外电子排布
↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑
课堂练习 用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布