核外电子运动的状态.ppt

原子核外电子运动状态,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：,电子质量很小（9.110-31kg）带负电荷,运动范围小 （直径约为10-10m ）,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？,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,呈球形分布,在离核近处密度大,离核远处密度小.,氢原子的电子云的特征：,而多电子原子的电子云则比较复杂。,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.,1、氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是（ ） （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,D,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,K L M N O P Q,电子离核距离 近 远,能量 低 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,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,形状：s球形 p-纺锤形 d-花瓣形 f-十字花瓣形,同层中能量 nsnpndnf,3. 电子云伸展方向轨道,p电子云三个伸展方向,f电子云七个伸展方向,问题: (px py pz)能量是否相同?,(px py pz),(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.,S电子云-一个伸展方向,d电子云五个伸展方向,s轨道：球形,电子云的伸展方向:,p轨道：纺锤形,电子云的伸展方向:,Px Py Pz,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,自旋方向示意图：,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.,电子层序数,电子亚层,轨道数 n2,最多可容纳电子数2n2,1,2,3,4,.n,s,s.p,s.p.d,s.p.d.f,1=12,1+3+5=9=32,1+3+5+9=16=42,1+3=4=22,n2,2,8,18,32,2n2,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。,表5-2 稀有气体原子的电子层排布,核电 荷数,元素 名称,元素 符号,各电子层的电子数,K,L,M,N,O,Q,2,10,18,36,54,86,氢,氖,氩,氪,氙,氡,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,2,2,8,2,8,8,2,8,18,8,2,8,18,18,8,2,8,18,32,18,8,（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,核外电子排布规律:,（1）能量最低原理,三、核外电子排布式与轨道表示方式,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。,核外电子排布的原则,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。,（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118号元素原子的核外电子排布式。,核外电子排布式书写,轨道表示式,S区 、P区,例2. O2-离子中电子的运动状态有( ) A.3种 B. 8种 C.10种 D.12 种,C,其原子最外层有_种运动状态不同的电子，,其原子中有_种能量不同的电子；,6,5,其属于_区元素。,P,3洪特规则:,6C 轨道表示式,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.,写出19、20、26号元素原子的核外电子排布式。,多电子原子中能级交错现象,1s,2s 2p,3s 3p 3d,4s 4p 4d 4f,5s 5p 5d 5f,6s 6p 5d 6f,E:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p,电子填入轨道的先后顺序,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.,ns(n-1)d(n-2)fnp,22Ti,26Fe的核外电子排布式,例如：22Ti 26Fe,24Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 实验测定： 1s22s22p63s23p63d54s1,?,填入按能级顺序 书写按电子层顺序,价电子,29Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 实验测定 ： 1s22s22p63s23p63d104s1,再如：,1s22s22p63s23p63d24s2,1s22s22p63s23p63d64s2,特例: 同一电子亚层全充满、半充满、或全空的状态都是能量较低的稳定状态。,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.,表示原子结构的化学式有: 电子式; 原子结构示意图; 特征电子构型(最外层电子排布式,即价电子数); 核外电子排布式; 轨道表示式.,写出第三周期只有一个未成对电子的元素符号:,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p1,1s22s22p63s23p5,Na,Al,Cl,短周期P亚层上有2个未成对电子的元素符号:,1s22s22p2,1s22s22p4,1s22s22p63s23p2,C,O,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_.,Al、Cl,(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. 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,A. B B. K C. Si D. O,A D,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)1s2 (B )1s22s2 (C ) 1S22S22P63S23P6 (E)1s22s22p1,AC,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_电子,其电子云在空间有_种伸展方向;X的名称是_,其氢化物的电子式是_.,2P3,3,氮,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。,(A). A一定是金属元素 (B) .A一定是A 族元素 (C). A的最高正价是+2价 (D).A不易形成负价.,D,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( ). X2- 1s22s22p63s23p6 Y 1s22s22p63s1 Z3+ 1s22s22p6 W- 1s22s22p63s23p6,D,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_.,X 3s23p1 2s22p3 3s23p1 3s2,Y 3s23p5 2s22p4 3s23p4 3s22P3,(A) (B) ( C) (D),B C,例3. 下列各组原子中,彼此的化学性质一定相似的是_. (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. (C) P原子:2P亚层有1个未成对电子. Q原子:3P亚层也有1个未成对电子. (D)P原子:最外电子层(L层)上只有一个空轨道. Q原子:最外电子层(M层)上也只有一个空轨道.,D,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、C2H6,8、写出相对分子质量为28的物质的分子式 (三种)； 写出相对分子质量为34的物质的分子式 (三种)； 写出相对分子质量为44的物质的分子式 (三种)。,CO、,N2 、,C2H4,H2S、,PH3 、,H2O2,CO2 、,N2O、,C3H8,写出135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。,作业,电子排布方面的规律,1.主族元素中单电子数最多的是_ 族元素，前四周期单电子数最多的元素是_,2.原子最外层成对电子数和成单电子数相等的元素在_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_.,4.次外层电子数为2 的元素一定_.,5.次外层电子数为8的元素在第三周期以下所有_的元素.,A,Cr.,A、A,在第二周期,在第二周期,A、A,1.最外层电子数是一个的原子一定是主族吗? 2.最外层电子数是nS2的原子一定是主族吗?,3.除最外层外,其他各电子层的电子数均达到2n2,一定是主族元素吗?,问题,6、最外层电子数等于电子层数的元素为_.,7、未成对电子数等于电子层数的元素有_（短周期）,8、原子的S亚层和P亚层电子数相等的是_.(短周期）。,9、最外层电子数与次外层电子数相等的元素有_.,H、Be、Al、Ge、Sb、Po,H、C、O、P.,O、Mg,Be、Ar,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=_. (2)试求R的相对原子质量:_.,（二）、相对分子质量:一个分子的各原子的相对原子质量的总和。,（注意：有时为了方便，相对原子质量和相对分子质量近似取组成原子的质量数之和）,拓展:若相对原子质量的计算规定，以一种12C原子质量的1/24位标准,2、阿伏加德罗常数应为 12C所含碳原子数；,3、标况下气体的摩尔体积为 ；,4、32g氧气在标准状况下的体积为 ；,32,64,24g,44.8mol/L,22.4L,【练习一】设NA表示何伏加德罗常数，假定把12C的相对原子质量改为24，则下列说法