高二化学 原子核外电子的运动 课件选修4.ppt

第一单元原子核外电子的运动 一 学习目标1 在必修化学的基础上 进一步认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型 2 了解原子核外电子的运动状态 3 了解原子结构的构造原理 知道原子核外电子的能级分布 4 能用电子排布式表示1 36号元素原子的核外电子排布 5 知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁 了解其简单应用 二 课时建议人类对原子结构的认识历史1课时原子核外电子的运动特征2课时原子核外电子的排布2课时 一 人类对原子结构的认识历史 1 人类认识原子结构的历史 2 我们所认识的原子结构 3 进一步认识卢瑟福的有核原子结构模型 4 进一步认识波尔的量子结构模型 1 原子的基本构成粒子 2 粒子的电性 3 数量关系 质量 体积特点 德谟克利特 朴素原子观 道尔顿 原子学说 汤姆生 葡萄干面包式 模型 卢瑟福 带核原子结构模型 玻尔 原子轨道模型 现代量子力学模型 二 原子核外电子的运动特征 1 运动特征 运动空间极小 无固定运动轨迹 速度极快 2 电子云 1 小黑点的含义 2 小黑点疏密的含义 能量越高 离核越远 分层运动 排布 1 关于 电子云 的描述中 正确的是a 一个小黑点表示一个电子b 一个小黑点代表电子在此出现过一次c 电子云是带正电的云雾d 小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少 d 巩固练习 2 下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是 a 核外电子是分层运动的b 所有电子在同一区域里运动c 能量高的电子在离核近的区域运动d 能量低的电子在离核低的区域运动 ad 3 核外电子排布规律 1 能量最低原理 电子先排布在能量较低的轨道上 每层 2n2个 最外层 8个 k层时 2个 如果最外层为8个 k层为2个 就达到了饱和稳定结构 次外层 18个 倒数第三层 32 4 原子结构示意图 镁原子 mg 原子核 质子数 电子层 该层上的电子数 第一层倒数第一层最外层次外层 电子层数为 层 核电荷数为1 18的元素的原子结构示意图 金属元素 非金属元素 稀有气体元素 最外层电子数一般少于4个 最外层电子数一般多于4个 最外层电子数已达到最多 2个或8个 画出k ca fe原子的原子结构示意图 k ca fe 结论 同一电子层内 电子能量也并非完全相同 4 原子轨道 电子亚层 量子力学研究表明 处于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 轨道的类型不同 轨道的形状也不同 用s p d f分别表示不同形状的轨道 s轨道 球形 p轨道 纺锤形 1 原子轨道的特点 s原子轨道是球形的 p原子轨道是纺锤形的 s轨道是球形对称的 所以只有1个轨道 p轨道在空间上有x y z三个伸展方向 所以p轨道包括px py pz3个轨道 d轨道有5个伸展方向 5个轨道 f轨道有7个伸展方向 7个轨道 2 各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数 3 各原子轨道的能量高低 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 相同电子层上原子轨道能量的高低 ns np nd nf 形状相同的原子轨道能量的高低 1s 2s 3s 4s 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 2px 2py 2pz 3 有下列四种轨道 2s 2p 3p 4d 其中能量最高的是 a 2sb 2pc 3pd 4d d 4 用 或 表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低 3s3p 2px2py 3s3d 4s3p 5 比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低 2s2p4s 3s3p4p 2s 2p 4s 3s 3p 4p 4 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 和向下箭头 来表示这两种不同的自旋状态 当然 电子自旋 并非真像地球绕轴自旋一样 它只是代表电子的两种不同状态 处于同一电子层的原子核外电子 也可以在不同类型的上运动 不同 的形状也不同 s轨道是对称的 所以s轨道个轨道 p轨道在空间有个伸展方向 所以p轨道包括个轨道 d轨道有个轨道 f轨道有个轨道 每一个原子轨道上只能有个自旋状态不同的核外电子 原子轨道 轨道类型 轨道 球形 1 x y z px py pz3 5 7 2 填空 三 原子核外电子的排布 描述原子核外电子的运动状态涉及电子层 原子轨道和电子自旋 科学家经过研究发现 原子核外电子的排布遵循能量最低原理 泡利不相容原理和洪特规则 1 原子核外电子排布原理 1 能量最低原理 原子核外电子先占有能量低的轨道 然后依次进入能量较高的轨道 2 泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子 3 洪特规则 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时 电子尽可能分占不同的原子轨道 自旋状态相同 全充或半充满时能量最低 2 原子的电子排布式和轨道表示式 1 电子排布式的书写格式 元素符号 轨道符号 带电子层数 电子个数 右上角 练习 写出下列元素的电子排布式 na k rb 1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p64s1 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 2 原子的电子排布式和轨道表示式 2 轨道表示式的书写格式 元素符号 轨道框 一个轨道一个框 能量相同的轨道连在一起 电子及自旋状态 练习 画出下列元素的轨道表示式 c na n mg 练习 画出1 36号元素的轨道表示式 3 原子外围电子排布式 原子实 将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成 原子实 以稀有气体的元素符号外加方括号表示 在化学反应中 原子外围电子发生变化 而 原子实 不受影响 也可以省去 原子实 直接写出原子外围电子排布式 练习 写出下列元素的原子实表示式 na s ca br 练习 写出下列原子的电子排布式 轨道表示式 原