核外电子运动的状态ppt课件.ppt

原子核外电子运动状态 1 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 2gt2V gt 2 所处的位置及运行的速度 可以描画它们的运动轨迹 3 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 4 2 核外电子运动的特征 电子质量很小 9 1 10 31kg 带负电荷 运动范围小 直径约为10 10m 高速运动 接近光速 5 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 6 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 7 氢原子的五次瞬间照相 8 电子云演示 9 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 10 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 11 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 1234567 KLMNOPQ 电子离核距离近远 能量低高 12 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 1s亚层1s n 2s p亚层2s 2p n 3s p d亚层3s 3p 3d n 4s 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ns np nd nf 13 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 pxpypz 能量是否相同 pxpypz 3px 3py 3pz 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 14 s轨道 球形 电子云的伸展方向 15 p轨道 纺锤形 电子云的伸展方向 PxPyPz 16 形状 d轨道电子云伸展方向 花瓣形 17 形状 f轨道电子云伸展方向 复杂花瓣形 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 23 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 24 2 能量最低原理 电子优先进入能量低的轨道 25 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1 18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 26 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 27 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 28 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 29 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f 5s5p5d5f 6s6p5d6f E 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 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 f np 30 22Ti 26Fe的核外电子排布式 31 例如 22Ti26Fe 24Cr1s22s22p63s23p63d44s2实验测定 1s22s22p63s23p63d54s1 填入按能级顺序书写按电子层顺序 价电子 29Cu1s22s22p63s23p63d94s2实验测定 1s22s22p63s23p63d104s1 再如 1s22s22p63s23p63d24s2 1s22s22p63s23p63d64s2 32 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 33 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 34 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 35 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 36 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 BB KC SiD O AD 37 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 38 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 39 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 HeBeMgCaFe 40 例8 下列四种微粒中 不能破坏水的电离平衡的是 X2 1s22s22p63s23p6Y1s22s22p63s1Z3 1s22s22p6W 1s22s22p63s23p6 D 41 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 X3s23p12s22p33s23p13s2 Y3s23p52s22p43s23p43s22P3 A B C D BC 42 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 1s2Q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 43 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 44 写出1 35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 45 46 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 47 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 48 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 49 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 50 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 51 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 则下列说法不正确的是 A 此时16O的相对原子质量为32 B 标准状况下44gCO2的体积