化学(苏教版)选修三+原子核外电子的运动特征改+课件

1、原子核外电子的运动原子核外电子的运动专题专题2 2第一单元第一单元选修三选修三 物质结构与性质物质结构与性质1、原子是由哪些基本微粒、原子是由哪些基本微粒构成的？构成的？2、构成原子的各种微粒是、构成原子的各种微粒是否带有电荷？为什么原子是否带有电荷？为什么原子是电中性的？电中性的？3、构成原子的各种微粒在、构成原子的各种微粒在数量上有什么规律？这些微数量上有什么规律？这些微粒的体积和质量有什么特点？粒的体积和质量有什么特点？你知道吗？你知道吗？1. 道尔顿原子模型 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体，在化学反应中保持本性不变。一、原子结构的认识

2、历史课堂求知互动课堂求知互动2. 汤姆生原子模型1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。提出了“葡萄干面包式”模型。认为原子是可以再分的。3. 卢瑟福原子模型 1911年，英国物理学家卢瑟褔通过粒子散射实验提出带核的原子结构模型。认为原子是由带正电荷的原子核和带负电核外电子构成。卢瑟福认为原子卢瑟福认为原子质量主要集中在质量主要集中在原子核上，电子原子核上，电子在原子核外空间在原子核外空间高速运动。高速运动。卢瑟福卢瑟福原子原子 粒子散射实验粒子散射实验连续光谱（自然界）连续光谱（自然界）连续光谱连续光谱(实验室）实验室）经典电磁理论不能解释氢原子光谱：经典电磁理论不能解释氢原子光谱： 经典电

3、磁理论：经典电磁理论： 电子绕核作高速圆周运动，电子绕核作高速圆周运动， 发出连续电磁波发出连续电磁波 连续光谱，连续光谱， 电子能量电子能量 坠入原子核坠入原子核原子湮灭原子湮灭 事实：事实： 氢原子光谱是线状（而不是连续光谱）；氢原子光谱是线状（而不是连续光谱）； 原子没有湮灭。原子没有湮灭。氢原子光谱（原子发射光谱）真空管中含少量真空管中含少量H2(g)，高压放电，高压放电，发出紫外光和可见光发出紫外光和可见光 三棱镜三棱镜 不连续的线状光谱不连续的线状光谱4.波尔原子模型 1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原子光谱，提出新的原子结构模

4、型。有核原子模型年光子学说量子论根据Rutherford.D）1908(Einstein.A)1990(Plack.M原子能级原子能级波尔原子模型局限性局限性 1. 只限于解释氢原子或类氢离子（单电子只限于解释氢原子或类氢离子（单电子体系）的光谱，不能解释多电子原子的光谱。体系）的光谱，不能解释多电子原子的光谱。 2. 人为地允许某些物理量（电子运动的轨人为地允许某些物理量（电子运动的轨道角动量和电子能量）道角动量和电子能量）“量子化量子化”，以修正，以修正经典力学（牛顿力学）。经典力学（牛顿力学）。5、电子云模型宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接

5、近光很大（接近光速）速）位移位移可测可测位置、动量位置、动量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）不可确定不可确定宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同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讨论：原子核外电讨论：原子核外电子运动有哪些特征？子运动有哪些特征？人们按照图人们按照图示的方法制示的方法制作电子云的作电子云的轮廓图轮廓图常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间圈出来的空间圈出来宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运动的速度；可以描画它们的运动轨迹。微观

6、物体的运动特征： 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 无确定的轨道，无法描画其运动轨迹。 不能同时准确测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征第二课时最多电子数最多电子数电子电子 层层符符 号号一一二二四四六六七七2LNOPQ83250 理理 论论 研研 究究K三三五五M18能能 层层离离 核核 距距 离离能能 量量 高高 低低( 近近 )( 远远 )( 低低 )( 高高 )电子层电子层观察与思考观察与思考 核外电子分层排布时，各电子层所容纳的电子核外电子分层排布时，各电子层所容纳的电子数有规律吗？请你推出稀

7、有气体元素各电子层最多数有规律吗？请你推出稀有气体元素各电子层最多容纳的电子数和电子层数的关系。容纳的电子数和电子层数的关系。元素元素各电子层的电子数各电子层的电子数K KL LM MN NO OP P2 2HeHe（氦）（氦）2 21010NeNe（氖）（氖）2 28 81818ArAr（氩）（氩）2 28 88 83636KrKr（氪）（氪）2 28 818188 85454XeXe（氙）（氙）2 28 8181818188 88686RnRn（氡）（氡）2 28 81818323218188 8学学 与与 问问1 1、原子核外电子的每一电子层最多、原子核外电子的每一电子层最多可容纳的电子

8、数与电子层序数可容纳的电子数与电子层序数n n存在存在什么关系？什么关系？原子核外电子的每一个电子层最多可以容纳的电子数为2n2 。 理理 论论 研研 究究核外电子排布的一般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能能量最低原理量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。个电子。 (3)原子最外层电子数目不能超过原子最外层电子数目不能超过8个个(K层为最外层层为最外层时不能超过时不能超过2个电子个电子)。 (4

9、)次外层电子数目不能超过次外层电子数目不能超过18个个(K层为次外层时层为次外层时不能超过不能超过2个个)，倒数第三层电子数目不能超过，倒数第三层电子数目不能超过32个。个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。+10Ne该电子层该电子层上的电子上的电子+1H2 2、原子核外电子的分层排布、原子核外电子的分层排布核电荷数核电荷数电子层电子层原子核原子核+18Ar+12Mg+8O+2He 为了为了形象地形象地表示原子的结构，人们就创表示原子的结构，人们就创造了造了“原子结构示意图原子结构示意图”这种特殊的图形。这种特殊的图形。+15第第1层层第第2层

10、层第第3层层K层层L层层M层层2853、原子结构示意图、原子结构示意图原子核原子核原子核带正电原子核带正电核电荷数核电荷数+15第第1层层第第2层层第第3层层原子核原子核原子核带正电原子核带正电核电荷数核电荷数2853、原子结构示意图、原子结构示意图理理 论论 研研 究究 多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，还可以认为能量不同的电子分在不同类型的原子轨道(能级），就好比电子层是楼层，原子轨道是楼层的阶梯。 S S的原子轨道是的原子轨道是_形的，电子形的，电子层序数越大，原子轨道的层序数越大，原子轨道的_。.原子轨道球球半径越大，能量越高半径越大，能量越高 P的原子轨道是的原子轨道是

11、_形的，每个形的，每个P轨轨道有道有_个轨道，它们互相垂直，分别个轨道，它们互相垂直，分别以以_、_、_为符号。为符号。P原子原子轨道的平均半径也随电子层序数增大而轨道的平均半径也随电子层序数增大而_。 纺锤纺锤3PXPyPz增大增大电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨道原子轨道类型数目类型数目可容纳的可容纳的电子数目电子数目1 12 23 34 4n n1 12 24 48 89 9181816163232n n2 22n2n2 21s2s，2p3s，3p，3d4s，4p，4d，4f知识卡片知识卡片多电子原子中，电子填充原子轨道时，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

12、在如下规律：原子轨道能量的高低存在如下规律：相同电子层上原子轨道能量的高低：相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf形状相同的原子轨道能量的高低：形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s电子层和形状相同的原子轨道的能电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如：量相等，如：2px、2py、2pz轨道的轨道的能量相等。能量相等。 问题问题2：比较下列多电子原子的原子轨道的能量比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低：高低：(1)1s 2s 3s 4s (2)nf nd ns np(3)3px 3py 3pz (4)3px 5py 4pz (5)3s 4p (6) 4s 3p (7) 4s

13、 3d 电子层电子层 KLMNOP1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f轨道轨道核核外外电电子子填填充充顺顺序序图图轨道能量顺序7 71.1.最低能量原理最低能量原理电子在原子轨道上的排布，要电子在原子轨道上的排布，要尽可能使电子的能量最低。尽可能使电子的能量最低。2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理每个原子轨道最多只能容纳每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。两个电子，且自旋方向必须相反。原子核外电子排布的三大原理原子核外电子排布的三大原理3.3.洪特规则洪特规则电子在等价轨道（能量相同电子在等价轨道（能量相同的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。这种排布，电子的轨道，且自旋方向相同。这种排布，电子的能量最低。能量最低。15626224333221sdpspss110626224333221sdpspss14Si18Ar20Ca24Cr29Cu10Ne针对训练针对训练写出下列元素原子结构示意图、电子排布式及其简写出下列元素原子结构示意图、电子排布式及其简化形式、外围电子排布式、电子轨道表示式：化形式、外围电子排布式、电子轨道表示式： 根据洪特规则，人们总结出，根据洪特规则，人们总结出，当同一亚层轨道半充满、全充满以及当同一亚层轨道半充满、全充满以及全空时，是比较稳定的。全空