高二化学原子核外电子的运动ppt课件

1、第一单元第一单元 原子核外电子的运动原子核外电子的运动1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（接近光很大（接近光速）速）位移位移可测可测位移、能量位移、能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2二、原子核外电子的运动特征二、原子核外电子的运动特征1、核外电子以极、核外电子以极高的速度高的速度、在、在极小的空间极小的空间作应不停止的运转。作应不停止的运转。不遵循宏观物体的运动规律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，（不能

2、测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。即不能描画出它的运动轨迹）。2、可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。、可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。电子云电子云电子在核外空间一定范围内出现的机会的大小，电子在核外空间一定范围内出现的机会的大小，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。子云。 电子云图中小黑点的疏密表示电子云图中小黑点的疏密表示_，成成_关系。关系。3关于电子在核外的运动，你已经知道哪些规律？关于电子在核外的运动，你已经知道哪些规律？ 专题专题2 原子核外电子的运动特征原子

3、核外电子的运动特征4电子云电子云能量越高。能量越高。离核越远；离核越远；分层运动（排布）；分层运动（排布）；QPONMLK76543215核外电子核外电子排布规律：排布规律：（1 1）能量最低原理：）能量最低原理：电子先排布在能量较电子先排布在能量较低的轨道上。低的轨道上。（2）每层每层2n2n2 2个。个。最外层最外层 8 8个（个（K K层时层时2 2个），如果最个），如果最外层为外层为8 8个（个（K K层为层为2 2个）就达到了饱个）就达到了饱和稳定结构。和稳定结构。次外层次外层 1818个，倒数第三层个，倒数第三层 32326原子结构示意图：原子结构示意图：镁原子镁原子（Mg )原子

4、核原子核质子数质子数电子层电子层该层上的电子数该层上的电子数第一层第一层 倒数第一层倒数第一层 最外层最外层 次外层次外层电子层数为电子层数为_层。层。7（1）电子分层排布的依据是什么？）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）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？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）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为数最多为2n2（n为电子层数）？为电子层数）？ 8（一）电子层（又称能层）（一）电子层（又称能层）：分层依据：能量的较大差别；：分层依据：能量的较大差别； 电子运动的主要区域

5、或离核远近的不同电子运动的主要区域或离核远近的不同。专题专题2 原子核外电子的运动特征原子核外电子的运动特征电子层序数电子层序数（n）1234567符号符号KLMNOPQ 离核越来越远，能量越来越高离核越来越远，能量越来越高9（二）、原子轨道（二）、原子轨道电子亚层电子亚层 量子力学研究表明，处于同一电子层量子力学研究表明，处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的的原子核外电子，也可以在不同类型的原原子轨道子轨道上运动。上运动。轨道的轨道的类型不同类型不同，轨道的轨道的形状也不同形状也不同。用用s s、p p、d d、f f分别表示不同形状的轨道分别表示不同形状的轨道。10s s轨道：

6、轨道：球球形形11p p轨道：轨道：纺锤纺锤形形12d d原子轨道是花瓣形的；原子轨道是花瓣形的；f f轨道形状更复杂。轨道形状更复杂。13专题专题2 原子核外电子的运动特征原子核外电子的运动特征原子轨道的表示方法：原子轨道的表示方法：第四电子层：有四种形状，决定有四种类型轨道。第四电子层：有四种形状，决定有四种类型轨道。记作记作4s，4p，4d，4f第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。表示为表示为ns，np，nd，nf等。等。第一电子层：只一种形状第一电子层：只一种形状球形对称，只一种类型轨道，球形对称，只一种类型轨道，用用s表示，叫表示，

7、叫s轨道，记作轨道，记作1s。第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是：第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是：球形，记作球形，记作2s；纺锤形，用；纺锤形，用p表示，叫表示，叫p轨道，记作轨道，记作2p。第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。 记作记作3s，3p，3d。原子轨道种类数与电子层序数相等，即原子轨道种类数与电子层序数相等，即n n层有层有n n种轨道。种轨道。14（三）轨道的伸展方向：（三）轨道的伸展方向：p轨道在空间有轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，个伸展方向，所以所以p轨道含轨道含3个轨道，可容纳个轨

8、道，可容纳6个电子个电子分别记作：分别记作：px、py、pz。s轨道是球形对称的，只有轨道是球形对称的，只有1个轨道，可容纳个轨道，可容纳2个电子。个电子。d轨道有轨道有5个伸展方向，有个伸展方向，有5个轨道，可容纳个轨道，可容纳10个电子；个电子；f轨道有轨道有7个伸展方向，有个伸展方向，有7个轨道，可容纳个轨道，可容纳14个电子。个电子。形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同的伸展方向。的伸展方向。15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 11s1s2 22s2s，2p2p3 33s

9、3s，3p3p，3d3d4 44s4s，4p4p，4d4d，4f4fn n1 12 24 48 89 9181816163232n n2 22n2n2 2总结：总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数16各原子轨道的能量高低：各原子轨道的能量高低：电子层和形状相同的原子轨道的能量相电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如等，如2p2px x、2p2py y、2p2pz z轨道的能量相等。轨道的能量相等。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：ns ns np np nd nd nf nf形状相同的原子轨道能量的高低形状相

10、同的原子轨道能量的高低：1s 1s 2s 2s 3s 3s 4s 4s多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：轨道能量的高低存在如下规律：2p2px x2p2py y2p2pz z17（4 4）电子自旋：）电子自旋： 原子核外电子还有一种称为原子核外电子还有一种称为“自旋自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上箭头种不同的状态，通常人们用向上箭头“”和向下箭头和向下箭头“”来表示这两种来表示这两种不同的自旋状态。当然，不同的自旋状态。当然，“电子自旋电子自旋”并非真像地

11、球绕轴自旋一样，它只是代并非真像地球绕轴自旋一样，它只是代表电子的两种不同状态。表电子的两种不同状态。18（1）电子分层排布的依据是什么？）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）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？一样吗？ 运动区域的形状一样吗？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）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为多为2n2（n为电子层数）？为电子层数）？19观察这个原子运动状态图（剖面图），观察这个原子运动状态图（剖面图），该原子核外有几个电子层？该原子核外有几个电子层？动动脑201、下列轨道含有轨道数目为、下列轨道含有轨道

12、数目为3的是的是A、1s B、2p C、3p D、4d 3、第三电子层含有的轨道数为、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7 D、 9 动动脑动动脑2、3d轨道中最多容纳电子数为轨道中最多容纳电子数为A、2 B、 10 C、 14 D、 184.第二电子层最多含有的电子数是第二电子层最多含有的电子数是A、2 B、4 C、 8 D、10 215 5、有下列四种轨道：、有下列四种轨道：2s2s、2p2p、3p3p、4d4d，其中能量最高的是（，其中能量最高的是（ ）A. 2s B.2p C.3p D.4dA. 2s B.2p C.3p D.4dD D6 6、用、用“”“”“”或或“”

13、表示下列各组表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低多电子原子的原子轨道能量的高低 3s 3s 3p 3p 2p2px x 2p 2py y 3s 3s 3d 3d 4s 4s 3p 3p 225 5、比较下列多电子原子的原子轨道能、比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低量的高低 2s 2p 4s2s 2p 4s 3s 3p 4p3s 3p 4p2s2s2p2p4s4s3s3s3p3p4p4p23 描述原子核外电子的运动描述原子核外电子的运动状态涉及状态涉及电子层电子层、原子轨道原子轨道和和电电子自旋子自旋。科学家经过研究发现，。科学家经过研究发现，原子核外电子的排布遵循能量最原子核外电子的

14、排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特低原理、泡利不相容原理和洪特规则。规则。241 1原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理（1 1）能量最低原理能量最低原理。原子核外。原子核外电子先占有能量低的轨道然电子先占有能量低的轨道然后依次进入能量较高的轨道。后依次进入能量较高的轨道。（2 2）泡利不相容原理泡利不相容原理。每个原。每个原子轨道上最多只能容纳两个自子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。旋状态不同的电子。（3 3）洪特规则洪特规则。原子核外电子。原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布在能量相同的各个轨道上排布时时电子尽可能分占不同的原电子尽可能分占不同的原子轨道，子轨道，

15、自旋状态相同，自旋状态相同， 全充或半充满时能量最低。全充或半充满时能量最低。25262 2原子的电子排布式和轨道表示式原子的电子排布式和轨道表示式(1)(1)电子排布式的书写格式：电子排布式的书写格式：元素符号；元素符号；轨道符号轨道符号( (带电子层数带电子层数) )；电子个数电子个数( (右上角右上角) )。练习练习: :写出下列元素的电子排布式写出下列元素的电子排布式: :NaNa：K K：RbRb：1s2 22s2 22p6 63s1 11s2 22s2 22p6 63s2 23p6 64s1 11s2 22s2 22p6 63s2 23p6 64s2 23d10104p6 65s1

16、 1272 2原子的电子排布式和轨道表示式原子的电子排布式和轨道表示式(2)(2)轨道表示式的书写格式：轨道表示式的书写格式：元素符号；元素符号；轨道框轨道框( (一个轨道一个框，能量相同的轨一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起道连在一起) )；电子及自旋状态电子及自旋状态(、) )。练习练习: :画出下列元素的轨道表示式画出下列元素的轨道表示式: :C C：NaNa：28N：Mg：练习练习: :画画出出136号号元素的轨道表示式。元素的轨道表示式。29(3)(3)原子外围电子排布式：原子外围电子排布式：原子实：将原子内层已达到稀有气体结构原子实：将原子内层已达到稀有气体结构的部分写成的部分写成“原子实原子实”，以稀有气体的元素，以稀有气体的元素符号外加方括号表示。符号外加方括号表示。在化学反应中，原子外围电子发生变化，在化学反应中，原子外围电子发生变化，而而“原子实原子实”不受影响。不受影响。也可以省去也可以省去“原子实原子实”，直接写出，直接写出原子外原子外围电子排布式围电子排布式。30练习练习: :写出下列元素的原子实表示式写出下列元素的原子实表示式: :NaNa：S S：Ca:Ca:Br:Br:31练习练习: :写出下列原子的写出下列