选修3第一节-原子结构(第4课时PPT学习教案

1、会计学1 选修选修3第一节第一节-原子结构原子结构(第第4课时课时 思考：思考： 五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 第1页/共31页 核外电子核外电子质量小质量小( (只有只有9.119.111010-31 -31 kg) kg)，运动运动 空间小空间小（相对于宏观物体而言），（相对于宏观物体而言），运动速率大运动速率大( (近近 光速光速) )。 核外电子运动的特征核外电子运动的特征 无确定的轨道无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。，无法描述其运动轨迹。 无法计算电子在某一刻所在的位置无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出，只能指出 其在核外空间某处出现的机会的多少其在核外空间某处出

2、现的机会的多少( (概率概率) )。 测不准原理测不准原理( (海森堡海森堡) ) 第2页/共31页 电子云电子云: :电子在原子核外出现的概率分布图。电子在原子核外出现的概率分布图。 1s1s电子在原子核外出现的概率分布图电子在原子核外出现的概率分布图 核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述 【阅读阅读】P9 第3页/共31页 电子云电子云只是形象地表示只是形象地表示 电子出现在各点的电子出现在各点的概率概率高低高低, , 而实际上并不存在。而实际上并不存在。 小黑点不表示电小黑点不表示电 子，只表示电子在子，只表示电子在 这里出现过一次。这里出现过一次。 小黑点的疏密表示小黑点的疏密

3、表示 电子在核外空间内电子在核外空间内 出现的机会的多少。出现的机会的多少。 第4页/共31页 电子轮廓图的制作 常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间的空间 圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为 原子轨道原子轨道。 P P10 10 最后一段最后一段 第5页/共31页 电子云轮廓图电子云轮廓图原子轨道原子轨道 S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的. . 第6页/共31页 电子云形状电子云形状 s s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子云呈球形，在半径相同的球面上， 电子出现的机会相同；电子出现的机会相同； p p

4、电子云呈电子云呈哑铃形哑铃形 ( (或或纺锤形纺锤形) )； d d电子云是花瓣形；电子云是花瓣形； f f电子云更为复杂。电子云更为复杂。 原子轨道原子轨道 第7页/共31页 S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图 * * S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的 * * 能层序数能层序数n n越大越大, ,原子轨道半径越大原子轨道半径越大 第8页/共31页 x y z x y z x y z * * P P能级的原子轨道是哑能级的原子轨道是哑 铃形的铃形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个个 原子轨道原子轨道, ,它们相互垂直它们相互垂直, , 分别以分别以P Px

5、 x,P ,Py y,P ,PZ Z表示表示。 P P能级的原子轨道图能级的原子轨道图 第9页/共31页 思考：思考：回忆回忆 s p d f s p d f 能级分别最多容纳电子个数？能级分别最多容纳电子个数？ P5 第二段最后一句话第二段最后一句话 第10页/共31页 观察下图，这些图称为原子的观察下图，这些图称为原子的 电子排布图电子排布图。 1.1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？每个原子轨道最多只能容纳几个电子？ 科学探科学探 究究 1 1个原子轨道里最多只能容纳个原子轨道里最多只能容纳2 2个电子，且自个电子，且自 旋方向相反旋方向相反( (顺时针、逆时针顺时针、逆时针) )。

6、-泡利原泡利原 理理 第11页/共31页 泡利原理泡利原理 一个原子轨道中最多只一个原子轨道中最多只 能容纳两个电子，且这两个能容纳两个电子，且这两个 电子的自旋方向必须相反，电子的自旋方向必须相反， 此时体系最稳定，原子的总此时体系最稳定，原子的总 能量最低。能量最低。 第12页/共31页 泡利不相容原理泡利不相容原理 电子排布式电子排布式 1s 2s 电子排布图电子排布图 用一个表示一个原子轨道，用一个表示一个原子轨道， 在中用在中用“”或或“”表示该轨表示该轨 道上排入的电子。道上排入的电子。 Li: 1s22s1 第13页/共31页 观察下图，这些图称为原子的观察下图，这些图称为原子的

7、 电子排布图电子排布图。 2.2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？当电子排在同一个能级内时，有什么规律？ 科学探科学探 究究 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单 独占据一个轨道，而且自旋方向相同。独占据一个轨道，而且自旋方向相同。-洪特规则洪特规则 第14页/共31页 洪特规则洪特规则 对于基态原子，电子在能量相对于基态原子，电子在能量相 同的轨道上排布时，将尽可能分占同的轨道上排布时，将尽可能分占 不同的轨道并且自旋方向相同。不同的轨道并且自旋方向相同。 C ：1s2 2s22p2 第15页/共31页 1. .每个原子轨道上最多能容

8、纳每个原子轨道上最多能容纳_个电子，个电子， 且自旋方向且自旋方向_ 2.当电子排在同一能级时有什么规律？当电子排在同一能级时有什么规律？ 当电子排布在同一能级的不同轨道时，当电子排布在同一能级的不同轨道时， 总是总是_，而且自旋，而且自旋 方向方向_ 洪特规则洪特规则 2 不同不同 泡利原理泡利原理 首先单独占一个轨道首先单独占一个轨道 相同相同 NOC 第16页/共31页 第17页/共31页 练习：练习：写出写出 24Cr 29Cu 电子排布式电子排布式 29Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 24Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 洪特规则特例：洪特规则特例

9、： 第18页/共31页 洪特规则特例：洪特规则特例： 相对稳定的状相对稳定的状 态态 全充满（全充满（p6，d10） 全空时（全空时（p0，d0） 半充满（半充满（p3，d5） 洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定 第19页/共31页 铁原子的电子排布图铁原子的电子排布图 洪特规则洪特规则 泡利原理泡利原理 能量最低原理能量最低原理 1s 2s 2p 3p 3d 3s 4s 第20页/共31页 能量最低原理表述的是能量最低原理表述的是“整个原子处整个原子处 于能量最低状态于能量最低状态”，而不是说电子填充到，而不是说电子填充到 能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规能量最低的轨道中去，泡

10、利原理和洪特规 则都使则都使“整个原子处于能量最低状态整个原子处于能量最低状态”。 注意：注意： 第21页/共31页 小结：小结： 一、原子核一、原子核 外电子排布外电子排布 遵循的原理遵循的原理 和规则和规则 二、原子核二、原子核 外电子排布外电子排布 的表示式的表示式 能量最低原则能量最低原则 泡利不相容原理泡利不相容原理 洪特规则洪特规则 电子排布电子排布 式式 电子排布电子排布 图图 第22页/共31页 小结：核外电子排布规则小结：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 3.3.洪特规则洪特规则 第23页/共31页 其中最能准确表示基态

11、锰原子核外电子运动状态的是（其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（ ） AB CD C 第24页/共31页 当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由 转变为转变为 时时，下列说法正确的是下列说法正确的是 （ ） 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 C 1s2s 2p 3s3p3d 第25页/共31页 1 1、下列有关原子轨道的叙述中不正确的（、下列有关原子轨道的叙述中不正确的

12、（ ） A.A.氢原子的氢原子的3s3s轨道能量较轨道能量较3p3p能级低能级低 B.B.锂原子的锂原子的2s2s与与5s 5s 轨道皆为球形分布轨道皆为球形分布 C.pC.p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层序数的 增加，增加，p p能级原子轨道也在增多能级原子轨道也在增多 D.D.能层能层n n4 4的原子轨道最多可容纳的原子轨道最多可容纳1616个电子个电子 课堂练习课堂练习 CD 第26页/共31页 2 2、基态碳原子的最外能层的各能级中，、基态碳原子的最外能层的各能级中， 电子排布的方式正确的是（电子排布的方式正确的是（ ） A B C DA B

13、C D C 课堂练习课堂练习 第27页/共31页 3 3、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。 结构示意图结构示意图 电子排布电子排布 式式 电子排布图（轨道电子排布图（轨道 表示式）表示式） 铁铁 原原 子子 1s22s22p63s23 p63d64s2 请你通过比较、归纳，分别说出请你通过比较、归纳，分别说出3 3种不同化学用语所种不同化学用语所 能反映的粒子结构信息。能反映的粒子结构信息。 结构示意图结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数：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。及各能层上的电子数。 电子排布式电

14、子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级 上的电子数。上的电子数。 电子排布图电子排布图：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子：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。分布情况，自旋方向。 第28页/共31页 4.4.某元素原子序数为某元素原子序数为2424，试问：，试问： (1)(1)该元素电子排布式：该元素电子排布式： 1s1s2 2 2s 2s2 22p2p6 6 3s 3s2 23p3p6 63d3d5 5 4s 4s1 1 (2)(2)它有它有 个能层；个能层； 个能级；占有个能级；占有 个原子轨道。个原子轨道。 (3)(3)此元素有此元素有 个未成对电子；它的价电子个未成对电子；它的价电子 数是数是 。6 6 4 4 7 71515 6 6 第29页/共31页 核电 荷数 元素 符号 电子排布式周期表中位置 B