课件36张PPT。第一单元
原子核外电子的运动1. 道尔顿原子模型 19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体,在化学反应中保持本性不变。一、原子结构的认识历史2. 汤姆生原子模型1897年,英国科学家汤姆生发现了电子。提出了“葡萄干面包式”模型。认为原子是可以再分的。3. 卢瑟福原子模型 1911年,英国物理学家卢瑟褔通过α粒子散射实验提出带核的原子结构模型。认为原子是由带正电荷的原子核和带负电核外电子构成。卢瑟福认为原子质量主要集中在原子核上,电子在原子核外空间高速运动。卢瑟福——原子之父4.波尔原子模型 1913年,丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理论与卢瑟福的原子模型相结合,较好地解释了氢原子光谱,提出新的原子结构模型。
5、电子云模型质子数原子的组成原子原子核核外电子(-)质子(+)中子Z个(A - Z)个Z个原子是电中性的!+原子序数=质量数ab+dXC+a——代表质量数;
b——代表质子数;
c——代表离子所带得电荷;
d——代表化合价
e ——代表原子个数 ea、b、c、d、e各代表什么?原子与离子的关系原子离子阳离子阴离子失电子得电子二、原子核外电子的运动特征1、运动特征:运动空间极小无固定运动轨迹速度极快宏观、微观运动的不同1、核外电子以极高的速度、在极小的空间作应不停止的运转。
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、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。 二、原子核外电子的运动特征一、电子云注意:
A.小黑点的含义
B.小黑点疏密的含义
C.H原子电子云的形状电子云:描述核外电子运动特征的图象。
电子云中的小黑点:
并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。
电子云密度大的地方说明电子出现的机会多,而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。一、电子云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);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趁热打铁(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个核外电子排布规律相互制约,相互联系(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(n为电子层数)?
思考
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。(一)电子层(又称能层)(二)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。同一电子层的电子能量不一定相同,
处在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(二)原子轨道:
指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。1、原子轨道类型(又叫能级):
轨道类型不同,轨道的形状也不同。用s,p,d,f表示不同形状的轨道。轨道的类型不同,轨道的形状也不同。原子轨道形状——电子云轮廓图s轨道——呈球形s原子轨道p原子轨道p轨道:纺锤形(哑铃形)d原子轨道d轨道:花瓣形的;f 轨道形状更复杂。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。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,3d。原子轨道种类数与电子层序数相等,即n层有n种轨道。(三)轨道的伸展方向p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向,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。小结: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:③电子层和形状相同的原子轨道的能量相
等,如2px、2py、2pz轨道的能量相等。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 < 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:2px=2py=2pz有下列四种轨道:①2s、②2p、③3p、④4d,其中能量最高的是( )
A. 2s B.2p C.3p D.4dD用“>”“<”或“=”表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低
⑴3s 3p ⑵2px 2py
⑶3s 3d ⑷4s 3p <=<>趁热打铁比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低
⑴2s 2p 4s
⑵3s 3p 4p2s<2p<4s3s<3p<4p趁热打铁P12问题解决(4)电子自旋电子平行自旋:
电子反向自旋:↑↑↑↓电子的自旋方式有两种:顺时自旋和逆时自旋。分别用↑↓表示。(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)?
现在你知道了吗?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、3 B、 5 C、 7 D、 9 2、3d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
A、2 B、4 C、 8 D、10 √√√√√ExerciseC、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5、下列关于电子层与原子轨道类型的说法中不正确的是 ( ) 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D、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子√Exercise课件21张PPT。原子核外电子的排布哪儿是我的位置呀?!电子专题2 第一单元原子核外电子的运动1.能量最低原理──电子在原子轨道上排布,要尽可能使电子的能量最低。2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只能容纳两个电子,且自旋方向必须相反。原子核外电子排布的三大原理3.洪特规则──电子在能量相同的轨道上排布时,总是尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。这种排布,电子的能量最低。1s22s22p21s22s22p63s1电子排布式Na通过碳原子和钠原子的电子排布式,想想原子的电子排布式中各部分表示什么?如何书写?C原子结构示意图总结:电子排布式的书写格式:①电子层数(1,2,3,4……);
②轨道类型(s,p,d,f);
③电子个数(右上角)。练习:请你尝试写出Li、O、Ne、Al、P、Cl、Br元素原子的电子排布式.
轨道表示式电子排布式:1s2用一个小方框表示一个原子轨道,在方框中用“↑ ”或“↓ ”表示该轨道上排入的电子。2s2 2p3轨道表示式:原子结构示意图泡利不相容洪特规则①元素符号;
②轨道框(一个轨道一个框,能量相同的轨道连在一起)s—1 p—3 d—5 f—7;
③电子及自旋状态(↑、↓)。练习:画出下列原子的轨道表示式:
O、F、Al、Si、P总结:轨道表达式的书写格式:完成P14表2-3 N、 Mg1.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?
Al: 1s2 2s22p6 3s13p2
(2) Cl: 1s2 2s22p6 3s23p5
(3) S: 1s2 2s22p6 3s33p3
(4)Ne: 1s2 2s22p6 练习:错对错对2.判断下列有关碳原子的轨道表示式中能量最低的是 ( )D你能写出K、Ca的电子排布式吗?1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p64s2练一练2.尝试写出铬原子(24号)和铜原子(29号)的电子排布式1.尝试写出钪原子(21号)和锰原子(25号)的电子排布式24Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1不是3d44s229Cu原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1不是3d94s2洪特规则体系能量较低的状态全充满(p6,d10,f14)全空时(p0,d0,f0)半充满(p3,d5,f7)根据洪特规则,人们总结出,当同一亚层轨道半充满、全充满以及全空时,是比较稳定的。问题解决1、试写出铁原子、铁离子和亚铁离子的电子排布式,想想铁离子和亚铁离子谁更稳定?为什么?Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ 1s22s22p63s23p63d5问题解决 2、原子核外电子是否一定排满里层再排外层即按K、L、M、N、O、P、Q依次排布?
3、对于电子数较多的原子的电子排布式书写时比较麻烦,有没有简便的方法?4、什么是外围电子?什么是外围电子排布式(价电子排布式)?1.原子的简化电子排布式:[Ne]3s1【学生活动】写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式上式方括号里的符号的意义是:该元素前一个周期的惰性气体原子电子排布结构O:[He]2s22p4
Si:[Ne]3s23p2
Fe:[Ar]3d64s2钠Na的简化电子排布式:2.外围电子排布式(价电子排布式):对于主族元素的原子,外围电子就是最外层电子(例如Mg:3s2 )。过渡金属元素原子的外围电子是其价电子(不仅包括最外层电子,还包括内层电子,例如Fe:3d64s2)。(3)基态与激发态的关系 基态与激发态、光谱1.基态原子与激发态原子(1)基态原子:处于最低能量的原子叫基态原子。(2)激发态原子:当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高的能级,变成激发态原子。吸收能量释放能量阅读教材P15拓展视野本课总结:一、原子核外电子排布遵循的原理和规则二、原子核外电子排布的表示式本课学习了能量最低原理泡利不相容原理洪特规则电子排布式轨道表示式原子核外电子在排布时要先占有能量低的轨道,然后再依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态。每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽量分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s22p4C. Cl- 1s22s22p63s23p6D. Ar 1s22s22p63s23p6B练习: (1) Al: 1s2 2s22p6 3s13p2
(2) Cl: 1s2 2s22p6 3s23p5
(3) S: 1s2 2s22p6 3s33p3
(4) K: 1s2 2s22p6 3s23p63d1
2.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?
能量最低原理 正确泡利不相容原理能量最低原理