2017-2018学年人教版选修3第一章第一节原子结构第2课时学案

1、第二课时能量最低原理电子云与原子轨道课标要求 1了解原子核外电子的运动状态。2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。,1原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。处于最低能量的原子叫做基态原子。2在一个原子轨道里，最多只能容纳2 个电子，而且它们的自旋状态相反，这个原理称为泡利原理。3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，这个规则称为洪特规则。4电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s 能级只有一个原子轨道， p 能级有三个原子轨道：px、 py、 pz。能量最低原理、基态与

2、激发态、光谱1 能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。2 基态原子与激发态原子(1) 基态原子：处于最低能量的原子。(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。3 光谱与光谱分析(1) 原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，利用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。(2) 基态、激发态与光谱图示：(3) 光谱分析：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。特别提醒 (1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量。(2)日常生活中看到的

3、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。1下列关于同一原子中的基态和激发态说法中，正确的是()A基态时的能量比激发态时高B激发态时比较稳定C由基态转化为激发态过程中吸收能量D电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱解析： 选 C激发态时能量较高，较不稳定，A、B 不正确；电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生原子光谱，D 不正确。2电子由3d 能级跃迁至4p 能级时，可通过光谱仪直接摄取()A电子的运动轨迹图像B原子的吸收光谱C电子体积大小的图像D原子的发射光谱解析： 选 B能量 E(3d) E (4p)，故电子由3d 能级跃迁至4p 能级时，要吸收能

4、量，形成吸收光谱。3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(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能发出红光的物质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：选 A在电流作用下， 基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态)原子， 这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红色光，故A 项正确。电子云与原子轨道核外电子排布规则1 电子云(1) 电子运动的特点：电子的质量小，运动速度快且没有规则，无法确定核

5、外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定在原子核外各处出现的概率。(2) 电子云：电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。2 原子轨道(1) 概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2) 各能级所含原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目1357电子云形状球形哑铃形3 核外电子的排布(1) 核外电子排布规则能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态。泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2 个电子，而且它们的自旋状态相反。洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨

6、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。(2) 电子排布图：用方框表示原子轨道，用不同方向的箭头表示自旋状态不同的电子的式子。如：特别提醒 (1)洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满1050(如 d)、半充满 (如 d )和全空 (d )状态时，体系的能量较低，原子较稳定。(2)电子排布图又称为轨道表示式，在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：1.核外电子排布的表示方法主要有哪些？提示： 主要有四种方法，即原子结构示意图、电子排布式、简化电子排布式、电子排布图。2.你能用上述方法表示硫原子的核外电子排布吗？提示：原子结构示意图电子排布式1s22s22p63s

7、23p4简化电子排布式Ne3s23p4电子排布图核外电子排布表示方法归纳含义将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子原子结构示意图示例2Na:O ：电子排布式含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数示例O ： 1s22s22p4Al ：1s22s22p6 3s23p1含义把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用稀有气体的元素符简化电子号外加方括号表示排布式示例O ： He2s22p4Al ： Ne3s23p1每个方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电子含义电子排布图示例1.判断正误 (正确的打 “ ”，错误的打 “” )。(1) 电子云中的小黑点表示电子的多少()(2)p 能级中有

8、 3 个相互垂直的原子轨道()(3) 基态碳原子的电子排布图为(4) 基态铁原子的简化电子排布式为Ar 3d64s2()答案： (1)(2) (3)(4)2.(1) 基态镓 (Ga) 原子的电子排布式：_ 。(2)Fe 3 的电子排布式为_ 。(3) 基态铜原子的核外电子排布式为_ 。(4)Ni 2 的 3d能层电子排布图为 _ 。答案：226261021(1)1s2s 2p 3s 3p 3d4s 4p226265(2)1s 2s 2p 3s 3p 3d22626101(3)1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s(4)三级训练 节节过关 1.以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是()A.1

9、s12s1B 1s22s12p122621161C.1s 2s 2p 3sD 1s 2s 2p 3p解析：选 C根据构造原理， 基态原子的核外电子的排布总是优先占据能量低的能级，填满后再逐一填充能量高的能级。低能量的能级没填满就填高能量的能级的原子处于激发态。A项， 1s12s1 为激发态； B 项 1s22s12p1 为激发态； D 项 1s12s12p63p1 为激发态；只有C 项处于基态。2.生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是()A.钢铁长期使用后生锈B节日里燃放的焰火C.金属导线可以导电D卫生丸久置后消失解析： 选 B钢铁长期使用后生锈是化学变化，有电子的转移；焰火是电子由

10、较高能量的激发态， 跃迁到较低能量的基态，多余的能量以光的形式释放出来；金属导线导电是自由电子的定向移动；卫生丸久置后消失是升华。3.氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是()A.1 个小黑点表示一个电子B.黑点的多少表示电子个数的多少C.表示电子的运动轨迹D.表示电子在核外空间出现的概率解析： 选 D在电子云图中， 小黑点并不代表电子，小黑点代表电子在核外空间区域内出现的概率，小黑点的疏密与电子在该区域出现的概率大小成正比。4.下列轨道表示式能表示基态氮原子的核外电子排布的是()解析： 选 C根据洪特规则， 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优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，因此，基态氮原子2p 能级上的电子排布应为，C 项正确。5.已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子外围电子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是()解析： 选 D根据洪特规则知，电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，故排除A、C 两项；根据泡利不相容原理知，一个原子轨道最多容纳2 个电子，且自旋方向相反，故排除B 项。6.按要求完成下列填空：(1)11Na 的电子排布式为 _ 。(2)20Ca 的最外层电子排布式为_ 。(3)35Br 的离子结构示意图