浙江省奉化中学高中化学 课题2 原子核外电子的运动特征竞赛讲义.doc

课题2 原子核外电子的运动特征学习目标：1认识卢瑟福和波尔的原子结构模型； 2了解核外电子的运动状态，了解电子云的概念； 3了解电子层、原子轨道的概念，知道原子核外电子排布的轨道能级顺序；学习内容： 1、核外电子的运动的特点： 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）。（1）是一种杂乱无章的随机运动（速度极快、运动空间极小、测不准原理）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。（2）统计学规律运动电子云 用小黑点代表电子在核外空间区域内出现的机会；小黑点的疏密与电子在该区域出现机会大小成正比。 电子在原子核周围一定空间内出现，离核越近，出现机会越大；离核越远，出现机会越小。 2、原子核外电子的运动状态（1）电子层（又称能层） 分层依据：电子的能量的差异和主要运动区域离核远近的不同。电子层（n）1234567符号klmnopq离核越远，能量越高 核外电子排布规律：（一低四不超）1 核外电子的分层运动又称为其分层排布2 能量最低原理：电子先排布在能量较低的轨道上。3 每层2n2个；最外层 8个（k层时2个）；次外层 18个，倒数第三层 32个。（2）原子轨道电子亚层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。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。分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形状也不相同。 原子轨道的类型（又叫能级）：轨道的类型不同，轨道的形状也不同。根据轨道形状不同可分为：s 、p、d、 f等。原子轨道形状-电子云界面图界面图：界面图是选择一个等密度面，使电子在界面以内出现的总概率为9095%。1 s原子轨道是球形对称的（原子核位于球心），电子层序数n越大，电子能量越大，原子轨道半径越大。 2 p原子轨道是纺锤形（哑铃形）的，每个p轨道有3个伸展方向，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。p电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一电子层中px、py、pz的能量相同。3 d原子轨道是花瓣形的；f轨道形状更复杂。 原子轨道的伸展方向 轨道在有一定的伸展方向，即电子云分布具有一定的方向性。伸展方向决定该种类型原子轨道的个数。与能量无关。1 s原子轨道呈球形对称，无方向，只有1个伸展方向，即只有1个轨道；2 p 原子轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，有px、py、pz 3个轨道；3 d 轨道有5个伸展方向，有dxy、dxz、dy2、dx2y2、dz2 5个轨道；4 f 轨道有7个伸展方向，有7个轨道。 原子轨道的表示方法：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。n1234电子层第一第二第三第四原子轨道1s2s 2p3s 3p 3d4s 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。各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数电子层原子轨道类型原子轨道数目可容纳的电子数目11s1222s，2p4833s，3p，3d91844s，4p，4d，4f1632nnn2 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 nf2 形状相同的原子轨道能量的高低：1s 2s 3s 4s3 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。2px2py2pz（3）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