第一节 原子核外电子的运动特征

1、红外光谱仪红外光谱仪电子显微镜电子显微镜原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪X射线衍射仪射线衍射仪实实验验方法测定物质的微观结构方法测定物质的微观结构原子结构示意图：原子结构示意图：镁原子镁原子（Mg )原子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 1、电子层电子层 2、原子轨道原子轨道 3、原子轨道伸展方向原子轨道伸展方向 4、电子的自旋状态电子的自旋状态第一节第一节 原子核外电子的运动特征原子核外电子的运动特征一、描述描述核外电子运动状态的参数核外电子运动状态的参数 1、电子层、电子层 n ( (能层能层）：）： 1

2、，2，3，4，5，6，7； 能量高低能量高低:离核距离：离核距离：符号：符号：K L M N O P Q在同一电子层（在同一电子层（能层能层）上的电子，所具有的能量是否一）上的电子，所具有的能量是否一定相同呢？定相同呢？最多容纳的电子数：最多容纳的电子数：2 8 18 32 . 2n2 2、原子轨道类型、原子轨道类型 （能级能级）电子云的形状）电子云的形状轨道类型（轨道类型（能级能级）符号符号spdfg轨道形状轨道形状球形球形 纺锤形纺锤形物理意义：物理意义：表示电子云的形状表示电子云的形状。原子轨道定义原子轨道定义： 电子在原子核外空间运动的主要区域电子在原子核外空间运动的主要区域(约为约为

3、90%的空间轮廓图）。的空间轮廓图）。s s原子轨道原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图-原子轨道原子轨道s s原子轨道是原子轨道是球形球形对称的对称的，只有一个轨道，只有一个轨道. .p p原子轨道是原子轨道是纺锤形纺锤形的的, ,每个每个p p能级能级有有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 x,p ,py y,p ,pz z表示表示. . xyzxyzxyzp原子轨道p p能能级级的的原原子子轨轨道道p p能级的能级的3 3个原子轨道个原子轨道p px x,p ,py y,p ,pz z合在一合在一起的情形起的情形. . d d能能级级的的原原子

4、子轨轨道道d d 能级的原子轨道有能级的原子轨道有5 5个原子轨道是个原子轨道是花瓣形的；花瓣形的；f f轨道形状更复杂。轨道形状更复杂。电子层电子层(能层能层） n1234原子轨道类型原子轨道类型（能级能级）注：注：原子轨道类型（原子轨道类型（能级能级）数）数=电子层电子层(能层能层）序数）序数 在每一个电子层在每一个电子层(能层能层）中，原子轨道类型（）中，原子轨道类型（能级能级）符号的顺序为符号的顺序为ns, np, nd, nf 3、原子轨道的空间伸展方向、原子轨道的空间伸展方向电子云在空间的伸展方向。电子云在空间的伸展方向。物理意义：表示电子云在空间的伸展方向。物理意义：表示电子云在

5、空间的伸展方向。2s 2p1s3s 3p 3d4s 4p 4d 4f讨论：每种类型的原子轨道含有的轨道数和什么有关？讨论：每种类型的原子轨道含有的轨道数和什么有关？n1234n电子层电子层第一第一第二第二第三第三第四第四轨道类型轨道类型1s2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f轨道数轨道数1个个4个个9个个16个个n2最多可容最多可容纳电子数纳电子数2818322n2注：注：每个轨道容纳的电子数最多为每个轨道容纳的电子数最多为2个。个。 在同一个原子轨道上的电子，运动状态是在同一个原子轨道上的电子，运动状态是否完全相同呢？否完全相同呢？ 4、自旋状态、自旋状态 有了这四个量，就可

6、以描述原有了这四个量，就可以描述原子中某一电子的运动状态！子中某一电子的运动状态！电子不仅在核外空间不停地运动，而且还电子不仅在核外空间不停地运动，而且还做自旋运动。电子的自旋有两种状态，通做自旋运动。电子的自旋有两种状态，通常采用常采用 来表示电子的不同自旋状态。来表示电子的不同自旋状态。电子自旋并非像地球绕轴自旋，只是代表电子自旋并非像地球绕轴自旋，只是代表电子的两种不同状态。电子的两种不同状态。二、各二、各原子轨道的能量高低：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2px、2py、2pz轨道的能量相等。轨道的能量相等。相同电子层

7、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 np nd nf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：1s 2s 3s 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：2px2py2pz 核外电子的运动状态小结：小结：电子层电子层n (能层）能层）原子轨道类型或电子云形状原子轨道类型或电子云形状（能级）（能级）原子轨道或电子云在空间的伸展方向原子轨道或电子云在空间的伸展方向电子的自旋状态（或自旋方向）电子的自旋状态（或自旋方向）描述核外电子运动状态的参数描述核外电子运动状态的

8、参数决定电子决定电子能量高低能量高低2、比较下列原子轨道的能量高低：、比较下列原子轨道的能量高低：(1) 5f 5d 5p 5s(2) 3px 3py 3pz (3) 3px 4py 5pz(4) 3s 4p (5) 4s 3p 3d 1 1、若、若n n=3=3，则以下轨道符号错误的是则以下轨道符号错误的是 ( )( )Anp Bnf Cnd D ns巩固练习巩固练习B1、下列轨道含有轨道数目为、下列轨道含有轨道数目为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

9、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 一原子核外电子排布原理一原子核外电子排布原理（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）泡利不相容原理泡利不相容原理。每个。每个原子轨道上最多只能容纳两原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子个自旋状态不同的电子（3）洪特规则洪特规则。原子核外电。原子核外电子在能量相同的各个轨道上子在能量相同的各个轨道上排布时电

10、子尽可能分占不排布时电子尽可能分占不同的原子轨道同的原子轨道,且自旋状态相且自旋状态相同，这样整个原子的能量最同，这样整个原子的能量最低低 全空、全充满或半充满全空、全充满或半充满时能量较低，稳定。时能量较低，稳定。高考考纲 1、了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理2、能用电子排布式表示136号元素原子及简单离子的核外电子排布第二节第二节 原子核外电子的排布原子核外电子的排布二原子核外电子排布的表示方法二原子核外电子排布的表示方法( (书书P14P14表表2-32-3）1.1.电子排布式电子排布式书写格式：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

11、个数电子个数( (右上角右上角) )。练习练习:写出下列元素原子的电子排布式和轨道表示式写出下列元素原子的电子排布式和轨道表示式:N： F:Mg：1s22s22p31s2 2s2 2p6 3s22.2.轨道表示式轨道表示式书写格式：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，一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起能量相同的轨道连在一起) )；电子及自旋状态电子及自旋状态(、) )。1s22s22p51s 2s 2p写出写出N3-、F-、Mg2+ 的电子排布式的电子排布式 1.判断下列原子的电子排布式是否正确；如判断下列原子的电子排布式是否正确；如不正确，说明它违反了什么原理

12、？不正确，说明它违反了什么原理？ （1）Al: 1s2 2s22p6 3s13p2 （2）Cl: 1s2 2s22p6 3s23p5 （3）S: 1s2 2s22p6 3s33p3 （4）K: 1s2 2s22p6 3s23p63d1 2.2.以下列出的是一些原子的以下列出的是一些原子的2p2p能级和能级和3d3d能级中电子能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。哪些违反了洪特规则。违反泡利不相容原理的有违反泡利不相容原理的有 ，违反洪特规则的有违反洪特规则的有 。 (1) (2) (3) (4) (5) (6)

13、(2)(3) (4) (6)练习练习:P15 交流与讨论交流与讨论原子实表示式原子实表示式:Na：S：Ca:Br:3.电子排布式的电子排布式的简写简写原子实：将原子内层原子实：将原子内层已达到稀有气体结构已达到稀有气体结构的部分写成的部分写成“原子原子实实”，以稀有气体的，以稀有气体的元素符号外加方括号元素符号外加方括号表示。表示。 Ar 3d104s24p54.外围电子（价电子）排布式外围电子（价电子）排布式：（：（书书P14图图2-7)对于主族元素的原子而言，外围电子就是最外层电子，对于主族元素的原子而言，外围电子就是最外层电子，但副族不是（但副族不是（除去原子实部分除去原子实部分）。）。

14、 写出下列原子的外围电子排布式：写出下列原子的外围电子排布式： S : Mn:3s23p43d54s2原子的发射与吸收光谱原子的发射与吸收光谱低能量轨道电子低能量轨道电子吸收能量吸收能量高能量轨道电子高能量轨道电子原子吸收光谱原子吸收光谱低能量轨道电子低能量轨道电子释放能量释放能量原子发射光谱原子发射光谱三光谱及光谱分析三光谱及光谱分析练习：练习：1.某元素的激发态原子的电子排布式为：某元素的激发态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p34s1,则该元素基态原子的电子则该元素基态原子的电子排布式为排布式为： 元素符号为元素符号为： 2.当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由

15、 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.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C.碳原子要从外在环境中吸收能量碳原子要从外在环境中吸收能量D.碳原子要向外在环境释放能量碳原子要向外在环境释放能量AC1s22s22p63s23p4S1若某基态原子的外围电子排布为若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列，则下列说法正确的是说法正确的是 （ ）A该元素基态原子中共有该元素基态原子中共有3个电子个电子 B该元素原子核外有该元素原子核外有5个电子层个电子层C该元素原子最外层共有该元素原子最外层共有3个电子个电子 D

16、该元素原子该元素原子M能层共有能层共有8个电子个电子2下列微粒的基态电子排布式一定错误的是下列微粒的基态电子排布式一定错误的是 ( )AA原子：原子：1s22s22p63s23d103p6 BB2-离子：离子：1s22s22p6CC2+离子：离子：1s22s22p6DD原子：原子：1s22s22p6BA4已知锰的核电荷数为已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是锰原子核外电子运动状态的是 （ ） A B C DD6有有A、B、C、D、E五种元素，其核电荷数按五种元素，其核电荷数按A、B、C、D、E依次增大，依次增大，A元素原子的最外层电子数为次外元素原子的最外层电子数为次外层电子数的两倍，层电子数的