人教版选修3第1章 第1节原子结构第2课时课件（39张）.ppt

第2课时能量最低原理 基态与激发态 光谱电子云与原子轨道 知识梳理 构造 原子的电子排布遵循原理能使整个原子的能量处于状态 简称能量最低原理 一 基态与激发态 光谱1 能量最低原理 最低 1 基态原子 处于的原子 2 激发态原子 基态原子的电子能量后 电子跃迁到能级 变成激发态原子 3 基态 激发态相互转化的能量变化 2 基态原子与激发态原子 最低能量 吸收 较高 吸收 释放 1 光谱形成原因不同元素的原子发生时会吸收或释放不同的光 2 光谱分类 3 光谱分析在现代化学中 利用上的特征谱线来鉴定元素的分析方法 3 光谱与光谱分析 跃迁 吸收 发射 原子光谱 用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的 被形象地称为电子云 二 电子云与原子轨道1 电子云 为了表示的形状 对核外电子的有一个形象化的简便描述 把电子在原子核外空间出现概率p 的空间圈出来 即为电子云轮廓图 2 电子云轮廓图 概率密度分布图 电子云轮廓 空间状态 90 1 定义 电子在原子核外的称为一个原子轨道 2 形状 s电子的原子轨道呈形 能层序数越大 原子轨道的半径越 p电子的原子轨道呈形 能层序数越大 原子轨道的半径越大 3 原子轨道 一个空间运动状态 球 大 哑铃 3 各能级所含有原子轨道数目 1 泡利原理 一个原子轨道最多只能容纳个电子 且自旋状态 电子自旋有和两种状态 2 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时 基态原子中的电子总是 而且自旋状态 4 泡利原理和洪特规则 1 3 5 7 2 相反 顺时针 逆时针 优先单独占据一个轨道 相同 自我检测 1 s能级的能量总是小于p能级的能量 2 2s的电子云比1s的电子云大 说明2s的电子云中的电子比1s的多 3 当电子排布在同一能级的不同轨道时 电子总是先占满1个轨道 然后再占据其他原子轨道 4 nf能级中最多可容纳14个电子 5 氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子 6 处于最低能量的原子叫基态原子 7 6c的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则 1 判断正误 正确的打 错误的打 8 电子排布式 21sc 1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理 9 电子排布式 22ti 1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a 能量最低原理b 泡利原理c 原子轨道构造原理d 洪特规则解析洪特规则表明 当电子排布在同一能级的不同轨道时 基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道 而且自旋状态相同 答案d 3 下列原子或离子的电子排布表示方法中 正确的是 违反能量最低原理的是 违反洪特规则的是 违反泡利原理的是 解析根据核外电子排布规律知 中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道 而不是3p轨道 应为1s22s22p6 中没有遵循洪特规则 中违反泡利原理 答案 提升一基态与激发态 光谱 a n 1s22s22p3b s2 1s22s22p63s23p6c na 1s22s22p53s2d si 1s22s22p63s23p2解析基态原子的核外电子排布必须遵循构造原理 基态钠原子的电子排布式应是1s22s22p63s1 答案c 例1 下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是 激发态原子不稳定 电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时 将释放能量 光辐射是电子释放能量的重要形式之一 霓虹灯光 激光 焰火等可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关 金属原子中 核外电子按一定轨道顺序排列 轨道离核越远 能量越高 灼 燃 烧时 电子获得能量 能量较低的电子发生跃迁 从基态变为激发态 随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态 便以光 辐射 的形式释放能量 形成不同的焰色 名师点拨 1 电子跃迁的能量变化与可见现象 2 金属元素的焰色反应的成因 在现代化学中 利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法称为光谱分析 3 光谱分类4 光谱分析 提示电子按照构造原理排布 即电子优先排布在能量最低的能级里 然后依次排布在能量逐渐升高的能级里 会使整个原子的能量处于最低状态 此时为基态原子 深度思考 1 谈谈你对基态原子的理解 a 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量b 电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线c 氖原子获得电子后转变成发出红光的物质d 在电流的作用下 氖原子与构成灯管的物质发生反应解析霓虹灯之所以能发光 是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道 能量较高轨道上的电子会很快以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道 答案a 变式训练 1 对充有氖气的霓虹灯管通电 灯管发出红色光 产生这一现象的主要原因是 提升二电子云与原子轨道 a 电子云是用小点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小的图形b 电子云实际是电子运动形成的类似云一样的图形c 小点密集的地方电子在那里出现的概率大d 轨道不同 电子云的形状也不一样解析用统计的方法描述电子在核外空间出现的概率大小的图形称为电子云 常用小点的疏密程度来表示电子在原子核外出现的概率的大小 小点密集的地方 表示电子在那里出现的概率大 小点稀疏的地方 表示电子在那里出现的概率小 答案b 例2 关于电子云的叙述不正确的是 1 电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小 电子云图中小黑点密度越大 表示电子出现的概率越大 2 电子云图中的小黑点并不代表电子 小黑点的数目也不代表电子真实出现的次数 名师点拨 宏观物体的运动与微观电子的运动对比1 宏观物体的运动有确定的运动轨迹 可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行的速度 描绘出其运动轨迹 2 由于微观粒子质量小 运动空间小 运动速度快 不能同时准确测出其位置与速度 所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率 3 由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知 在离原子核越近的空间电子出现的概率越大 电子云的外围形状具有不规则性 4 电子云图很难绘制 使用不方便 故常使用电子云轮廓图 提示 1 电子云轮廓图中的小黑点不代表电子 小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小 2 离核越近 电子出现的概率越大 小黑点越密集 深度思考 1 应该怎么理解电子云的概念 2 应该怎样理解原子轨道的概念 a 不同的原子轨道形状一定不相同b p轨道呈哑铃形 因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形c 2p能级有3个p轨道d 氢原子的电子运动轨迹呈球形解析不同能级的原子轨道形状可以相同 如1s 2s能级的原子轨道都是球形 只是半径不同 a错 现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹 原子轨道只是体现电子的运动状态 b d错 任何能层的p能级都有3个p轨道 c正确 答案c 变式训练2 下列说法正确的是 3 下面有关 核外电子的运动状态 的说法 错误的是 a 各原子轨道的伸展方向按p d f的顺序分别为3 5 7b 只有在电子层 原子轨道 原子轨道伸展方向及电子的自旋状态都确定时 电子的运动状态才能被确定下来c 原子核外可能有两个电子的运动状态是相同的d 原子轨道伸展方向与能量大小是无关的解析原子核外不可能有运动状态相同的两个电子 答案c 提升三泡利原理和洪特规则 例3 下列表达方式正确的是 答案d 核外电子排布的表示方法 名师点拨 提示 1 能量最低原理 电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量为最低 2 泡利原理 每个原子轨道最多容纳两个电子且自旋方向必须相反 3 洪特规则 当电子排布在同一能级 能量相同 的不同轨道时 总是优先单独占据一个轨道 而且自旋方向相同 洪特规则特例当同一能级上的电子排布为全充满 p6 d10 f14 半充满 p3 d5 f7 和全空状态 p0 d0 f0 时 具有较低的能量和较强的稳定性 例如 铬 24cr 的价电子排布是3d54s1 3d 4s能级均为半充满 而不是3d44s2 铜 29cu 的价电子排布是3d104s1 3d全充满 4s半充满 而不是3d94s2 深度思考 1 如何理解原子核外电子排布 两原理一规则 提示以铝原子为例 2 电子排布图中各符号 数字的意义是什么 变式训练 4 以下表示氦原子结构的化学用语中 对电子运动状态描述最详尽的是 解析a项只能表示最外层电子数 b项只表示核外电子的分层排布情况 c项具体到能级的电子数 而d项体现出原子轨道内电子的自旋状态 故d项符合题意 答案d 5 某元素基态原子3d轨道上有5个电子 则该原子最外层电子的排布可能是 a 4s1b 4s24p1c 4s24p3d 3s23p63d5解析3d轨道上有5个电子 属于半充满稳定状态 又根据构造原理可知电子先填充4s轨道再填充3d轨道 待3d轨道填满后再填充4p轨道 故题给原子的价层电子排布为3d54s1或3d54s2 最外层电子排布为4s1或4s2 故a正确 答案a 6 下列原子的价层电子排布图正确的是 解析a的2p轨道应各排布一个电子且自旋状态相同 b的2s轨道中两个电子的自旋状态应相反 d的2s轨道中排满两个电子后才排2p轨道 答案c 2 某元素的激发态 不稳定状态 原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2 则该元素基态原子的电子排布式为 其最高价氧化物对应水化物的化学式是 3 将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列 2s 3d 4s 3s 4p 3p轨道能量由低到高排列顺序是 7 1 以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况 试判断 哪些违反了泡利原理 哪些违反了洪特规则 解析 1 同一轨道中不应有自旋状态相同的电子 违反了泡利原理 中成单电子自旋状态应相同 中5个电子应分占5个轨道 中成单电子自旋状态应相同 所以 违反了洪特规则 2 3p能量小于3d 激发态为1s22s22p63s13p33d2 基态应为1s22s22p63s23p4 此原子核外电子数为16 其质子数也为16 该元素为硫元素 其最高价氧化物对应