原子核外电子的运动特征

1、专题2原子结构第一单元原子核外电子的运动§2.1原子核外电子的运动特征知识回顾2、回顾原子核外电子的运动特征。原子核外电子手排布规律核外电子是分层排布的不同电子层上的电子能量不同，离核越远,能量越高电子优先排布在能量最低的电子层里每个电子层所能容纳的电子数最多为ZIP（n为电子层数）最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个一核外电子是如何运动的呢宏观物体与核外电子运动的比较宏观物体核外电子质量很大很小速度较小很大（接近光速）位移可测位移、能量能量可测不可同时测定轨迹可描述（画图或函数描述）不可确定回顾总结之原子核外电子的运动特征1、

2、核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永不停止的运动。不遵循宏观物体的运动规律(不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹)。2、只可用统计图示的方法描绘电子在核外空间出现的概率。该统计图示即电子云一一好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出现的机会大小。鼠思考=(1)电子分层排布的依据是什么？(2)在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？运动区域的形状一样吗？(3)为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2 (n为电子层数)？内容提要电子层主量子数n原子轨道角量子数L原子轨道的伸展方向磁量子数m电子自旋/一、电子层

3、（又叫能层即主量子数n ）口分层依据：能量的较大差别，以及电子运动的 主要区域或离核远近的不同。电子分层运动（排布）；离核越远；能量越高。原子轨道（也叫电子亚层即角量子数L）物理意义：表示电子云的形状同一电子层上的电子能量不一定相同；处在同一电子层的电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动T、原子轨道（又叫能级）的类型：轨道类型不同，轨道的形状也不同，能量也不同。人们用s,p,d,f表示不同形状的轨道。I取值为3（n-1）.共n个数值.不同类型的原子轨道分别是什么形状?_原子轨道形状一一电子云轮廓图（1）s轨道的形状球形氢原子k电子云氢原于L电工界田西、orbila!（2）p轨道的形状纺锤形（哑

4、铃形）原子轨道类型S二P二d二f二原子轨道形状球形纺锤形花瓣形(3) d轨道的形状花瓣形小结：原子轨道的类型和形状2、原子轨道的表示方法：表示为ns,np,nd,nf等。第1电子层：只有1种形状的轨道，即球形轨道，用s表示，叫s轨道，记作1s,A第2电子层：有2种形状的轨道，即球形和纺锤形。球形：s轨道，记作2s,；纺锤形：用p表示，叫p轨道，记作2p。第3电子层：有3种形状的轨道，即球形、纺锤形和花瓣形。分别记作3s,3p,3do第4电子层：有4种形状的轨道，分别记作4s,4p,4d,4fo»第5、6、7电子层依此类推。小结：原子轨道的表示方法三n三1234一电子层一第一第一一第四

5、一原子轨道1S2s2p3s3p3d4s4p4d4f原子轨道种类数1234结论：各电子层所包含的原子轨道的种类数等于电子层序数，即第n层就有n种原子轨道。HI。堞堂练习1、在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量越低.2、下列电子层不包含d轨道的是A、N层B、M层？、L层口、K层3、理论研究证明，多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成不同的原子轨道，第三电子层有3种原子轨道分别为3s、3p、3d.三、原子轨道的伸展方向（磁量子数m）表示电子云在空间的伸展方向，与能量无关。伸展方向决定该种类型原子轨道的数目。每个原子轨道最多可以容纳2个电子。、ofbiuls轨道是球形

6、对称的，所以只有1个轨道。p轨道在空间有X、y、z3个伸展方向，所以P轨道含3个轨道：Px、Py、Pz，取值1，0，+1-d轨道有5个伸展方向，即5个轨道，取值-2,-1,O,+1>+2of轨道有7个伸展方向，即7个轨道，取值3,-2,-1,0,+1,+2,+3。四、电子自旋（自旋量子数ms）电子的自旋方式有两种：顺时自旋和逆时自旋。分别用t和表示。记作+T/2,-：L/2.r自旋平行:电子自旋状态L自旋相反:注：每个原子轨道最多只能排布两个自旋相反的电子。小结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数电子层原子轨道类型原子轨道的种类数原子轨道数目可容纳电子数1S1个2s 2p(1+3

7、)4s 4p 4d 4f18(1+3+5+7)16个(1+3+5) 9个1、4d轨道中最多容纳电子数为A、2号、10C、14D、182、下列轨道含有轨道数目为3的是A、1s目、2pQ、3pD、4d3、第三电子层含有的轨道数为A、3B、5C、7Q、94、下列关于电子层与原子轨道类型的说法中不正确的是（C）A、原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2B、任一电子层的原子轨道总是从s轨道开始，而且原子轨道类型数目等于该电子层序数C、同是s轨道，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子5、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(1)1s<3d

8、(2)3s<3p<3d(3)2p<3p<4p(4)3Pxu3pyU3pz(5)3pxJ=3pz<4p6、将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由高到低的顺序排列1s4P2s3s5f4s5f>4p>4s>3s>2s>1s习题讲解:1.下列各电子层，不包含d能级的是（C、D）。A.N电子层B.M电子层C.L电子层D.K电子层2,下列能级中，轨道数为5的是（C）。A.s能级B.p能级C.d能级3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？(1)2s(2)2d(3)4p(4)5d(2) 2d不能存在(3) 4P存在，轨道数为3(4) 5d

9、存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。(1) n=2,t12P(2) n=4,1=04s(3) n=5,t25d索够同时存在的是(A )。A.3、2、2、-1/2B.3、0、-1>+1/2C.2、2、2、2Dl、0、0、0(3)量子数和原子轨道的关系(1)电子分层排布的依据是什么？(2)在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？运动区域的形状一样吗？(3)为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2(ri为电子层数)？§2.1基态原子的核外电子排布原子核外电子的排布所遵循的原理:1、能量最低原理电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道【练习】请按能量

10、由低到高的顺序写出各原子轨道。1s2s2P3s3P3d4s4P4d4f5s5P5d5f5g6s钻穿效应(能级交错)：ns<(n-1)dns<(n-2)f金原子轨道的能量色较规律1、相同电子层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf2、形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s2p<3p<4p<5p3、电子层和形状相同的原子轨道的能量相等:如2Px=2Py=2Pz»原子轨道的能量顺序图（即轨道能级图）0 0 00 0 0 各原子轨道能量高低：（从3d轨道开始发生能量交错）1s<2s<2p<

11、3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7pls2s<2p3s<3p</s<3d<4p/5s<M<5p</6s<4t<5d<6p7s<5t<6d<7p说明1、自左向右、自上而下，轨道能量依次递增。2、每个能级组以ns轨道开始、以np轨道结束。2、泡利不相容原理每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子3、洪特规则在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同

12、【交流研讨】C：最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布：2p：QXDO2p：OC)2p(D00洪特规则的特例:对于能量相同的轨道（同一电子亚层），当电子排布处于全满岳2、p6、矛。、尸4）、半满（s】、p3、df7）、全空（s。、p。、d。、f°）时比较稳定，整个体系的能量最低。24Cr"y t姆"s N1 s22s22pG3s23pb4s' 3ds4s 3d或Ar 4sl3d，t tl tl tl HIs22s22P63s23P64sl3(11° 或Ar4sl3d1°尝试写出1936号元素KKr

13、的原子的核外电子排布式。钾K：1s22s22P63s23P64s1；钙Ca：1s22s22P63s23P64s2；铭Cr：1s22s22P63s23P63d44s2；铁Fe：1s22s22P63s23P63d64s2；钻Co：1s22s22P63s23P63d74s2；铜Cu：1s22s22P63s23P63d94s2；1锌Zn：1s22s22P63s23P63d1°4s2；溟Br：1s22s22P63s23P63d1°4s24P5；MKr：Is22s22P63s23b63d1。4s24Ps一、电子层电子层序 数（n）符号 K34567MNOPQ离核越来越远，能量越来越高分

14、层依据二、原子轨道类型及表示方法1、原子轨道类型及形状:原子轨道类型SPdf原子轨道形状球形纺锤形花瓣形2、原子轨道的表示方法：ns,np,nd,nfn1234电子层第一第二第二第四原子轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f三、原子轨道的伸展方向原子轨道类型伸展方向轨道数目s113D3，C、Y八Mv、Jd55f77各电子层包含的原子轨道类型、数目和可容纳的电子数：详见教材P12四、电子自旋状态自旋平行：11自旋相反:海速I道能量司啊比较（从3d轨道开始发生能量交错）1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6