第二講原子核外電子的運動

1、第二講原子核外電子的運動一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)核外電子的運動狀態(tài)，了解電子云、電子層（能層）、原子軌道（能級）的含義。2、了解多電子原子中核外電子分層排布遵循的原理，能用電子排布式表示常見的元素（136）原子核外電子的排布。二、教學(xué)內(nèi)容：一、人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史（一）1人類探索原子結(jié)構(gòu)的歷史（1）公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。（2）19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為：物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造也不能被毀滅，在化學(xué)變化中原子不可再分割，它們的化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中保持不變。（3）原子分子論的創(chuàng)立1811年,阿

2、伏加德羅提出了分子的概念,他認(rèn)為氣體分子是由幾個原子構(gòu)成的.1860年,國際化學(xué)界確立了原子分子論.2、原子結(jié)構(gòu)模型的演變3元素周期表的發(fā)現(xiàn)1869年，已有63種元素為科學(xué)家所認(rèn)識，門捷列夫?qū)⒏髟匕丛恿康淖兓?lián)系起來，揭示了自然界的一條基本規(guī)律-元素周期律。4對有機(jī)物認(rèn)識的進(jìn)展碳原子的四價，有機(jī)物碳原子成鍵的立體結(jié)構(gòu)，有機(jī)物分子中鍵的飽和性等相繼被發(fā)現(xiàn)5物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)末20世紀(jì)初，量子力學(xué)（微觀粒子具有波粒二象性）確立。量子力學(xué)是研究原子和分子結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)6實驗方法上的改進(jìn)光譜、衍射等新方法應(yīng)用于研究原子、分子和晶體結(jié)構(gòu)（二）原子結(jié)構(gòu)模型的演變（1）19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾

3、頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實心球體。（2）1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。1904年提出“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型（3）1911年英國物理學(xué)家盧瑟福（湯姆生的學(xué)生）提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型，他被稱為“原子之父”（4）1913年丹麥物理學(xué)家波爾（盧瑟福的學(xué)生）引入量子論觀點，提出電子在一定軌道上運動的原子結(jié)構(gòu)模型。（5）奧地利物理學(xué)家薛定諤提出電子云模型（幾率說）二、原子核外電子的運動（一）原子核外電子的運動特點1原子核外電子以極高的速度、在極小的空間內(nèi)作永不停止的運動。2.核外電子的運動不遵循宏觀物體所具有的運動規(guī)律（不能測出在某一時刻的位置、速度,即不能描畫

4、出它的運動軌跡）。描述核外電子運動通常采用統(tǒng)計的方法-電子云*對“電子云”圖的認(rèn)識：（1）電子云是人們形象地描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會的多少（2）電子云圖通常是用小黑點的疏密來描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會的多少所得到的圖形，即小黑點的疏密與電子在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會大小成正比。小黑點密表示電子在該區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會多，小黑點疏表示電子在該區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會少（二）核外電子的運動狀態(tài)1. 電子層（n）1234567符號KLMNOPQ分層依據(jù)：電子運動的能量不同、電子運動的主要區(qū)域離核的遠(yuǎn)近不同2. 原子軌道分類：s、p、d、f分類依據(jù)：同一電子層中電子運動的能量仍有區(qū)別，電子云的形狀也不相同（1

5、）原子軌道形狀-決定軌道的類型s球形p-紡錐形JTViiA1Aw"d、f軌道較復(fù)雜（2）原子軌道的空間伸展方向-決定該種軌道類型的個數(shù)s1p-3d5f-73.電子的自旋：原子核外電子有兩種不同的自旋方式。通常“r和“j”用表示填表電子層原子軌道類型原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)1234n小結(jié)：（1）原子核外電子的運動狀態(tài)是由該電子所處的電子層、原子軌道（包括形狀和伸展方向）、電子自旋幾個方面決定（2）從能量角度看，不同的電子層具有不同的能量（因此電子層也稱為不同的能層）同一電子層（即同一能層）中不同形狀的軌道也具有不同的能量（因此一定電子層中具有一定形狀的軌道也稱為能級），但同一能級的不同

6、伸展方向的能級具有相同的能量（3）軌道能量（能級）的高低順序1sv2sv2pv3sv3pv4sv3dv4pv5sv4dv5pv6sv4fv5dv6pv7sv5fv6d（注意從3p開始出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象）三、原子核外電子的排布（一）原子核外電子排布遵守的原理1能量最低原理：原子核外電子盡先占有能量最低的軌道（即優(yōu)先進(jìn)入能量低的能級）構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布都遵循下列順序：.)000®®®®o®©sb穹®®®®1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f

7、構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層的能級有交錯現(xiàn)象，女口E（3d）>E（4s）、E（4d）>E（5s）、E（5d）>E（6s）、E（6d）>E（7s）、E（4f）>E（5p）、E（4f）>E（6s）等。構(gòu)造原理是書寫基態(tài)原子電子排布式的依據(jù)，也是繪制基態(tài)原子電子排布圖（即軌道表示式）的主要依據(jù)之一。2泡利不相容原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋方向不同的2個電子3洪特規(guī)則：在能量相同軌道上的電子，將盡先分占不同軌道且自旋方向相同4洪特規(guī)則特例：當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的原子軌道形成全空（s0、p0、d0、f0）、半滿（s1

8、、p3、d5、f7）全滿（s2、p6、d10、f14）時，原子能量、穩(wěn)定。（二）原子核外電子的表示1電子排布式電子排布式的書寫格式：元素符號；軌道符號；軌道順序按電子層由里到外和s、p、d、f的順序；電子個數(shù)（右上角）如Na:1s22s22p63s12.軌道表示式軌道表示式的書寫格式元素符號；軌道框（一個軌道一個框，能量相同的軌道連在一起）；電子自旋狀態(tài)（用“f”、表示）；軌道符號（軌道框下面）如Na:11tnitnur1T1s3s幾個名詞：1 原子實：原子核外內(nèi)層電子已達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分2 外圍電子排布式：原子電子排布式中省去原子實的剩余部分3價電子：主族元素的外圍電子排布式，也就是主族

9、元素的最外層電子4.基態(tài)：最低能量狀態(tài)。如處于最低能量狀態(tài)的原子稱為基態(tài)原子。5激發(fā)態(tài)：較高能量狀態(tài)（相對基態(tài)而言）。如基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子躍遷至較高能級成為激發(fā)態(tài)原子。6.光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收（基態(tài)f激發(fā)態(tài)）和放出（激發(fā)態(tài)f基態(tài)）能量，產(chǎn)生不同的光譜一一原子光譜（吸收光譜和發(fā)射光譜）。光是電子釋放能量的重要形式。利用光譜分析可以發(fā)現(xiàn)新元素或利用特征譜線鑒定元素。練習(xí):1下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是A.Alls22s22p63s23p1B.O2-1s22s22p6C.Na+1s22s22p6D.Si1s22s22p22寫出下列基態(tài)原子的電子排布式和軌道表示式(

10、1)N(2)Ne(3)29Cu(4)Ca3. 若某基態(tài)原子的外圍電子排布為4d15s2，則下列說法正確的是()A該元素基態(tài)原子中共有3個電子B該元素原子核外有5個電子層C.該元素原子最外層共有3個電子D該元素原子M能層共有8個電子4下列微粒的核外電子的表示方法是否正確？若不正確請說明理由并改正(1)1s2s2pFTIItItliI(2)P原子外圍電子軌道式3s3p(3) Cr原子的外圍電子排布式3d44s1(4) Fe2+1s22s22p63s23p63d44s25按照下列元素基態(tài)原子的電子排布特征判斷元素，并回答問題。A的原子中只有一個能層且只含1個電子；B的原子3p軌道上得到1個電子后不能再容納外來電子；C的原子的2p軌道上有1個電子的自旋方向與其它電子的自旋方向相反；D的原子第三能層上有8個電子，第四能層上只有1個電子；E原子的外圍電子排布為3s23p6。(1)寫出由A、B、C、D中的