能层能级电子云与原子轨道fypPPT学习教案

1、会计学1 能层能级电子云与原子轨道能层能级电子云与原子轨道fyp 原子的原子的 组成组成 核电荷数核电荷数= =核内质子数核内质子数= =核外电子数核外电子数 质量数质量数= =质子数质子数+ +中子数中子数 原子核原子核 核外电子核外电子 质子质子 中子中子 X A Z 知识回顾知识回顾 第1页/共33页 （1 1）先排能量低的电子层，）先排能量低的电子层，由里往外由里往外再排能再排能 量高的电子层。量高的电子层。 （2 2）每一层最多容纳电子数：）每一层最多容纳电子数：2n2n2 2个。个。 （3 3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8 8个（个（K K层为最外层层为最外层 时不超过

2、时不超过2 2个）。个）。 （4 4）次外层电子数不超过）次外层电子数不超过1818个，倒数第三层个，倒数第三层 不超过不超过3232个。个。 核外电子的分层排布规律核外电子的分层排布规律: : 第2页/共33页 1 1、 什么叫什么叫能能层？层？ 在含有多个电子的原子里在含有多个电子的原子里 , ,电子分别在能量不同的区电子分别在能量不同的区 域内运动域内运动, ,这种不同的区域这种不同的区域 称为电子层称为电子层(n)(n)即能层即能层 二、能层与能级二、能层与能级 第3页/共33页 能层能层1 12 23 34 45 5n n 符号符号K KL LM MN NO O 2 2 8 8 18

3、 18 32 32 50 502n2n2 2 二、能层与能级二、能层与能级 1 1、能层、能层 离核近离核近能量能量 第4页/共33页 能级能级：(电子亚层）电子亚层） 在多电子原子中，在多电子原子中，同一能层同一能层的的 电子的能量也可能不同，可以电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级将它们分为不同的能级 （s s、p p、d d、f)f) 第5页/共33页 2.2.各能层所包含的能级类型及各各能层所包含的能级类型及各 能层、能级最多容纳的电子数能层、能级最多容纳的电子数 能层能层(n)(n)一一二二三三四四五五 六六 七七 符号符号K KL LM MN NO O P PQ Q 能

4、级能级(l)(l)1s1s2s2s2p2p3s3s3p3p3d3d4s4s4p4p4d4d4f4f 最多容纳最多容纳 的电子数的电子数 2 22 26 62 26 610102 26 610101414 2 28 8181832322n2n2 2 能级数能级数= =能层序数能层序数 第6页/共33页 第7页/共33页 1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（纳的电子数与能层的序数（n n）之间存在）之间存在 什么关系？什么关系？ 3.3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的英文字母相同的不同能级中，所容纳的 最多电子数是否相同？最多电子数

5、是否相同？ 2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能不同的能层分别有多少个能级，与能 层的序数（层的序数（n n）之间存在什么关系？）之间存在什么关系？ 学与问学与问 2n2 第8页/共33页 每个能层每个能层(n)(n)中，能级符号的顺序中，能级符号的顺序 是是_ _ 任一能层，能级数任一能层，能级数=_=_数数 s s、p p、d d、f f可容纳的电子数依次是可容纳的电子数依次是 _ _ nsns、npnp、ndnd、nfnf 小结：小结： 能层序能层序 2 6 10 142 6 10 14 第9页/共33页 太阳 电子云与原子轨道电子云与原子轨道 第10页/共33页 宏观物体的运动特征

6、宏观物体的运动特征 可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。 第11页/共33页 电子的运动特征与行星相同吗？ 第12页/共33页 微观物体的运动特征：微观物体的运动特征： 电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.119.111010- - 3131千克； 千克； 相对于宏观物体而言核外电子的相对于宏观物体而言核外电子的 运动范围很小；运动范围很小； 电子的运动速度很大；电子的运动速度很大； 没有固定的轨迹没有固定的轨迹 测不准测不准 第13页/共33页 核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述 l电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。 l电子

7、云中的小黑点：并不是表示原子核外的一电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一 个电子个电子, ,而是表示电子在此空间出现的机率。而是表示电子在此空间出现的机率。 l电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子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核外空间的概率密度分布的形象化描述 电子云的演示电子云的演示 五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 原子轨道：电子云的轮廓图（原子轨道：电子云的轮廓图（90%） 第14页/共33页 S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图 * * S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的. . * * 能层序数能层

8、序数n n越大越大, ,原子轨道半径越大原子轨道半径越大 第15页/共33页 能层序数越大原子轨道的半径能层序数越大原子轨道的半径 所有的所有的S能级原子轨道都是能级原子轨道都是形的，形的， 球球 1 S能层只有个轨道能层只有个轨道 S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图 第16页/共33页 x y z x y z P P能级的原子轨道能级的原子轨道 x y z * * P P能级的原子轨道是能级的原子轨道是 哑铃型的哑铃型的, ,每个每个P P能级能级 有有3 3个原子轨道个原子轨道, ,它们它们 相互垂直相互垂直, ,分别以分别以 P Px x,P,Py y,P,PZ Z表示表示. . 这

9、三个这三个 轨道的能量相等轨道的能量相等 第17页/共33页 d d能级的原子轨道有能级的原子轨道有 个个. . d能级的原子轨道能级的原子轨道 5 第18页/共33页 能级与原子轨道数和容纳电子数的关系能级与原子轨道数和容纳电子数的关系 能级能级 s s p p d d f f 最多容最多容 纳的电纳的电 子数子数 原子轨原子轨 道数道数 一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳个电子个电子 第19页/共33页 第20页/共33页 核外电子排布规则核外电子排布规则: : 1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 原子的电子排布遵循原子的电子排布遵循构造原理构造原

10、理使整个原子的使整个原子的 能量处于最低状态能量处于最低状态 一个原子轨道最多容一个原子轨道最多容 纳纳2 2个电子，而且自个电子，而且自 旋方向旋方向相反相反。 第21页/共33页 3.3.洪特规则洪特规则 当电子排布在当电子排布在同一能级同一能级的不同轨道时，的不同轨道时， 总是首先单独占一个轨道（即分占不同总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。的轨道），而且自旋方向相同。 d轨道电子分布和自旋情况正确的是（轨道电子分布和自旋情况正确的是（）BDF 第22页/共33页 课堂练习 用轨道表示式表示出铁原用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布子的核外电子排布 洪特规

11、则洪特规则 泡利原理泡利原理 能量最低原理能量最低原理 第23页/共33页 画出24Cr 的轨道排布式 洪特规则的特例：洪特规则的特例： 在等价轨道的全充满（在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（）、半充满（p3， d5，f7）全空时）全空时(p0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较的状态，具有较低的能量和较 大的稳定性。大的稳定性。 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 4s1 3d5 第24页/共33页 结构示意图：能直观地反映核内的质子数和结构示意图：能直观地反映核内的质子数和 核外的电子层数及各能层上的电子数。核外的电子层数及各能层上的电子数。 电子

12、排布式：能直观地反映核外电子的能层电子排布式：能直观地反映核外电子的能层 、能级和各能级上的电子数。、能级和各能级上的电子数。 轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。各轨道上的电子分布情况，自旋方向。 第25页/共33页 4.4.补充规则补充规则 相对稳定的状态相对稳定的状态 全充满（全充满（p p6 6，d d10 10， ，f f14 14） ） 全空时（全空时（p p0 0，d d0 0，f f0 0） 半充满（半充满（p p3 3，d d5 5，f f7 7） 1.1.写出写出24 24Cr、 、29Cu的电子排

13、布式和的电子排布式和 轨道表示式轨道表示式 2.2.某元素的原子，某元素的原子，3p3p能级有两个未能级有两个未 成对电子，则该原子可能是？成对电子，则该原子可能是？ 第26页/共33页 4、以下是表示铁原子的以下是表示铁原子的3 3种不同化学用语。种不同化学用语。 铁原子结构示意图铁原子结构示意图 铁原子电子排布式铁原子电子排布式 铁原子电子排布图铁原子电子排布图 （轨道表示式）（轨道表示式） 1s22s22p63s23p63d64s2 第27页/共33页 思考：写出思考：写出NeNe原子的轨道表示式原子的轨道表示式 1s2s2p 那么那么O原子的轨道表示原子的轨道表示 式怎么写呢？式怎么写

14、呢？ 1s2s2p 第28页/共33页 3.3.当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由 转变转变 为为 时，下列说法正确的是时，下列说法正确的是： A.A.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B.B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态 C.C.碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量 D.D.碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量 A CA C 第29页/共33页 基态碳基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布原子的最外能层的各能级中，电子排布 的方式正确的是的方式正确的是 A B C D 基态原子的基态原子的4s4s能级中只有能级中只有1 1个电子的元素个电子的元素