1.1量子力学对原子核外电子运动状态的描述课件高二化学选择性必修2

1.1量子力学对原子核外电子运动状态的描述二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述玻尔引入一个量子数n，解释了氢原子光谱是线状光谱的事实；但复杂的光谱解释不了。[联想·质疑]①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生多条谱线。②氢原子光谱在n=1到n=2之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线。

钠原子的黄色谱线也是靠得很近的两条谱线③在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线。二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述原子中电子的运动状态应用四个量子数来描述。

量子力学理论——20世纪20年代中期建立二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述1.主量子数n描述原子轨道离核的远近分层标准电子离核的远近电子层(n)1234567符号______________能量_______离核_______KLMNOPQ低→高近→远电子层（能层）二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述2.角量子数l描述（电子云）原子轨道的形状能级取值为：0，１，２，３…(n-1)符号为：s，p，d，f…s:球形p:哑铃形（纺锤形）和主量子数n共同决定电子的能量大小同一个电子层中能量：

E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述能层序数n能层符号能级符号能级数1K

2L3M4N规律：第n电子层有n个能级12341s2s2p3s3p3d4s4p4d4f二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述3.磁量子数m描述磁场中原子轨道的能量状态取值为：0、±1、±2…±l各能级上对应的原子轨道数spdf......________......1357规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2)二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述4.自旋量子数

ms

描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(电子自旋状态)ms=

+1/2

(通常用符号

↑

表示)ms

=-1/2

(通常用符号

↓

表示)泡利不相容原理：

一个轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。规律：第n电子层最多能容纳

2n2

个电子二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形.

二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述

原子轨道示意图：二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述

d轨道(l=2,m=+2,+1,0,-1,-2)m五种取值,空间五种取向,五条等价(简并)d轨道。二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述f轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3)m七种取值,空间七种取向,七条等价(简并)f

轨道。二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述【小结】原子中电子的运动状态由四个因素来决定。量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道。②能级

描述原子轨道的形状③原子轨道决定原子轨道的空间取向④电子自旋①电子层（能层）n描述原子轨道离核的远近一个原子中不存在运动状态相同的电子。例：Na原子核外有

个电子，有

种运动状态。利用①电子层②能级③原子轨道可以描述一个电子的空间运动状态，即可将一个原子轨道描述出来。

1111三、基态原子的核外电子排布NaKLM22s2p3d1s813s3p222221原则一：能量最低原理

基态原子核外电子总是尽可能先排布在能量最低的轨道上，然后由里及外依次排布在能量较高的轨道上。也可以说，核外电子遵循的排布规则使整个原子的能量处于最低状态。三、基态原子的核外电子排布NaKLM22s2p3d1s813s3p222221原则二：泡利不相容原理一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋状态不同。He↑↑↑↓三、基态原子的核外电子排布NaKLM22s2p3d1s813s3p222221原则三：洪特规则

对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同，使体系的总能量达到最低。氮（N）三、基态原子的核外电子排布方法引导核外电子排布的表示方法1.电子排布式2.轨道表示式在ns、np、nd等符号的右上角用数字表示出电子的数目。1s22s22p63s1钠用方框表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。钠三、基态原子的核外电子排布构造原理

为了使整个原子体系的能量最低，随着原子序数的递增，基态原子的"外层电子"按照箭头的方向依次排布在各原子轨道上∶

1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……电子填满了一个能级，开始填入下一个能级。三、基态原子的核外电子排布写出Mn元素（25号）基态原子的电子排布式和轨道表示式。1s22s22p63s23p63d54s2电子按构造原理顺序在原子轨道上排布，但书写电子排布式或轨道表示式时，应按电子层数由小到大的顺序书写。排布顺序：1s2s2p3s3p4s3d4p书写顺序：1s2s2p3s3p3d4s4p三、基态原子的核外电子排布1s22s22p63s23p63d44s21s22s22p63s23p63d104s1

1s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d94s2铬Cr：铜Cu：半满全满写出