原子核外电子的运动》课件课件苏教版选修3.ppt

1、第一单元 原子核外电子的运动,专题二 原子结构与元素的性质,德谟克利特：朴素原子观,道尔顿：原子学说,汤姆生：“葡萄干面包式” 模型,卢瑟福：带核原子结构模型,玻尔：原子轨道模型,现代量子力学模型,人类对原子结构的认识历史,（1）原子的基本构成粒子,（2）粒子的电性,（3）数量关系、质量、体积特点,我们所认识的原子结构,一、原子核外电子的运动特征,宏观、微观运动的不同,1、运动特征：,运动空间极小,无固定运动轨迹,速度极快,2、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，人们形象的称为电子云。,（1）用小黑

2、点代表电子在核外空间 区域内出现的机会；,（2）小黑点的疏密与电子在该区域 出现机会大小成正比。,（3）电子在原子核周围一定 空间内出现，离核越近， 出现机会越大，离核越远， 出现机会越小。,练习1、关于“电子云”的描述中，正确的是 A、一个小黑点表示一个电子 B、一个小黑点代表电子在此出现过一次 C、电子云是带正电的云雾 D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少,D,巩固练习,关于电子在核外的运动，你已经知道哪些规律？,？回顾,能量越高。,离核越远；,分层运动（排布）；,电子层： K L M N O P Q 离核远近：近 远 能量高低：低 高,二、核外电子的分层排布,核外电

3、子排布规律：,（1）能量最低原理：,电子先排布在能量较低的轨道上。,每层2n2个。,最外层 8个（K层时2个），如果最外层为8个（K层为2个）就达到了饱和稳定结构。,次外层 18个，倒数第三层 32,（一低四不超）,原子结构示意图：,镁原子,（Mg ),原子核,质子数,电子层,该层上的电子数,第一层 倒数第一层 最外层 次外层,电子层数为_层。,核电荷数为118的元素的原子结构示意图,金属元素,非金属元素,稀有气体元素,最外层电子数 一般少于4个,最外层电子数 一般多于4个,最外层电子数 已达到最多（2 个或8个）,练习2、下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是（ ） A、核外电子

4、是分层运动的 B、所有电子在同一区域里运动 C、能量高的电子在离核近的区域运动 D、能量低的电子在离核低的区域运动,AD,（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）？,？疑问,1、电子层（又称能层）,同一电子层内，电子能量也并非完全相同。,二、核外电子的分层排布,分层依据：能量的较大差别；电子运动的主要区域或离核远近的不同。,2、原子轨道电子亚层,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原子轨道上运动。,轨道的类型不同，轨道的形状也不同。,

5、用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。,s轨道：球形,p轨道：纺锤形,p原子轨道是纺锤形（哑铃形）的,p原子轨道,d原子轨道,d原子轨道是花瓣形的；f轨道形状更复杂。,3、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。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。,表示为ns，np，nd，nf等。,第一电子层：只一种形状球形对称，只一种类型轨道， 用s表示，叫s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：球形，记作2s；纺锤形，用p表示，叫p轨道，记作2p。,第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。 记作3s，3p，3

6、d。,原子轨道种类数与电子层序数相等，即n层有n种轨道。,4、轨道的伸展方向：,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，可容纳6个电子 分别记作：px、py、pz。,s轨道是球形对称的，只有 1个轨道，可容纳2个电子。,d轨道有5个伸展方向，有5个轨道，可容纳10个电子； f轨道有7个伸展方向，有7个轨道，可容纳14个电子。,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。,5、原子轨道的表示方法（ns，np，nd，nf等）,原子轨道种类数与电子层序数相等，即n层有n种轨道。,总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数,各原子轨道的能量高低：,电子层和形状相同的

7、原子轨道的能量相 等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。,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：,1s 2s 3s 4s,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：,2px2py2pz,练习3、有下列四种轨道：2s、2p、3p、4d，其中能量最高的是（ ） A. 2s B.2p C.3p D.4d,D,练习4、用“”“”或“”表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低 3s 3p 2px 2py 3s 3d 4s 3p,6、电子自旋,原子核外电子还有一种称为“自旋”的运动。原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通

8、常人们用向上箭头“”和向下箭头“”来表示这两种不同的自旋状态。当然，“电子自旋”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。,处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不 同类型的 上运动, 不同， 的形状也不同。,S轨道是 对称的,所以S轨道 个轨道；P轨道在空间有 个伸展方向,所以P轨道包括 个轨道；d轨道有 个轨道、f轨道有 个轨道。每一个原子轨道上只能有 个自旋状态不同的核外电子。,原子轨道,轨道类型,轨道,球形,1,x、y、z,px、py、pz 3,5,7,2,填空：,1、下列轨道含有轨道数目为3的是 A、1s B、2p C、3p D、4d,3、第三电子层含有的轨道数为 A、

9、3 B、 5 C、 7 D、 9,动动脑,2、3d轨道中最多容纳电子数为 A、2 B、 10 C、 14 D、 18,4.第二电子层最多含有的电子数是 A、2 B、4 C、 8 D、10,核外电子的运动状态,小结：,三、原子核外电子的排布,描述原子核外电子的运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。科学家经过研究发现，原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。,1原子核外电子排布原理 （1）能量最低原理。原子核外电子先占有能量低的轨道然后依次进入能量较高的轨道。 （2）泡利不相容原理。每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 （3）洪特规则。原子核外电子在能量相同的

10、各个轨道上排布时电子尽可能分占不同的原子轨道， 自旋状态相同， 全充或半充满时能量最低。,2原子的电子排布式和轨道表示式,(1)电子排布式的书写格式： 元素符号 M： 轨道符号(带电子层数)； 电子个数(右上角)。,练习:写出下列元素的电子排布式: Na： K： Rb：,1s22s22p63s1,1s22s22p63s23p64s1,1s22s22p63s23p64s23d104p65s1,2原子的电子排布式和轨道表示式,(2)轨道表示式的书写格式： 元素符号 M： 轨道框(一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起)； 电子及自旋状态(、)。,练习:画出下列元素的轨道表示式: C： Na：,N：,Mg：,练习:画出136号元素的轨道表示式。,(3)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的部分写成“原子实”，以稀有气体的元素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，而“原子实”不受影响。 也可以省去“原子实”，直接写出原子外围电子排布式。,练习:写出下列元素的原子实表示式: