原子核外电子的运动》课件0901.ppt

1、选修选修化学与生活化学与生活化学与技术化学与技术物质结构与性质物质结构与性质化学反应原理化学反应原理有机化学基础有机化学基础实验化学实验化学第一单元第一单元 原子核外电子的运动原子核外电子的运动专题专题2原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质德谟克利特：朴素原子观德谟克利特：朴素原子观道尔顿：原子学说道尔顿：原子学说汤姆生：汤姆生：“葡萄干面包式葡萄干面包式”模模型型卢瑟福卢瑟福：带核原子结构模型：带核原子结构模型玻尔玻尔：原子轨道模型：原子轨道模型现代量子力学模型现代量子力学模型18031904191119131926关于电子在核外的运动关于电子在核外的运动，你，你已经知已经知道哪些规律？

2、道哪些规律？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 次外层次外层电子层数为电子层数为_层。层。电子云电子云能量越高。能量越高。离核越远；离核越远；分层运动（排布）；分层运动（排布）；QPONMLK7654321核外电子核外电子排布规律：排布规律：（1 1）能量最低原理：）能量最低原理：电子先排布在能量较电子先排布在能量较低的轨道上。低的轨道上。（2）每层每层2n2n2 2个。个。最外层最外层 8 8个（个（K K层时层时2 2个），如果最个），如果最外层为外层为8 8个

3、（个（K K层为层为2 2个）就达到了饱个）就达到了饱和稳定结构。和稳定结构。次外层次外层 1818个，倒数第三层个，倒数第三层 3232（2 2）各层最多容纳）各层最多容纳2n2n2 2 个电子个电子（3 3）最外层不超过）最外层不超过8 8个（个（K K层层2 2个）个）（4 4）次外层不超过）次外层不超过1818个，倒数第个，倒数第 三层不超过三层不超过3232个。个。相互制约，相互联系相互制约，相互联系排布规律（排布规律（一低四不超一低四不超）（1 1）能量最低原理）能量最低原理原原子核外电子的运动特征子核外电子的运动特征1 1、核外电子以极、核外电子以极高的速度高的速度、在、在极小的

4、空间极小的空间作应不停止作应不停止的运转。的运转。不遵循宏观物体的运动规律不遵循宏观物体的运动规律（不能测出在某一时刻的位（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）。置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。2 2、可用统计（图示）的方法研究电子在核外、可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。出现的概率。一、一、电子云电子云注意：注意：A.A.小黑点的含义小黑点的含义B.B.小黑点疏密的含义小黑点疏密的含义C.HC.H原子电子云的形状原子电子云的形状1 1、电、电子云：子云：描述核外电子运动特征的图描述核外电子运动特征的图象。象。2 2、电、电子云中的小黑点子云中的小黑点

5、：并并不是表示原不是表示原子核子核 外外的一个电子的一个电子,而是表示电子而是表示电子在此空在此空间出间出 现现的机的机率率。3 3、电、电子云子云密度大密度大的地方说明的地方说明电子出现的机会多电子出现的机会多，而电子云而电子云密度小密度小的地方说明的地方说明电子出现的机会少电子出现的机会少。一、一、电子云电子云1 1、关于、关于“电子云电子云”的描述中，正确的是的描述中，正确的是 A A、一个小黑点表示一个电子、一个小黑点表示一个电子B B、一个小黑点代表电子在此出现过一次、一个小黑点代表电子在此出现过一次C C、电子云是带正电的云雾、电子云是带正电的云雾D D、小黑点的疏密表示电子在核外

6、空间单位、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体积内出现机会的多少D D巩固练习2 2、下面关于多电子原子核外电子的运动、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（规律的叙述正确的是（）A A、核外电子是分层运动的、核外电子是分层运动的 B B、所有电子在同一区域里运动、所有电子在同一区域里运动 C C、能量高的电子在离核近的区域运动、能量高的电子在离核近的区域运动 D D、能量低的电子在离核低的区域运动、能量低的电子在离核低的区域运动ADAD（1）电子分层排布的依据是什）电子分层排布的依据是什么？么？（2）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？）在多电子原子中

7、，每一层上的电子能量一样吗？运动区域的形状一样吗？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）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）？为电子层数）？（4）核外电子运动状态是由哪几方面决定的？）核外电子运动状态是由哪几方面决定的？1、电、电子层（又称能子层（又称能层）层）：分分层依据：能量的较层依据：能量的较大差别及电大差别及电子运动的主要区域子运动的主要区域或离或离核核远近的不同。远近的不同。二、二、原子核外电子的运动特征原子核外电子的运动特征电子层序数电子层序数（n）1234567符号符号KLMNOPQ离核越来越远，能量越来越高离核越来越远，能量

8、越来越高同一电子层内，电子能量也并非完全相同。同一电子层内，电子能量也并非完全相同。2 2、原、原子轨道子轨道电子电子亚层（能级）亚层（能级）轨道的轨道的类型不类型不同同即即轨轨道的道的形形状不状不同同。用用s s、p p、d d、f f分别表示不同形状的轨道分别表示不同形状的轨道。量子力学研究表明，量子力学研究表明，同同一电子层的电子一电子层的电子能量能量不不一定相一定相同，处同，处在同一电子层的原子核外电子，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也可以在不同类型的原子轨道上运动。运动。原原子轨子轨道：道：指量子力学描述电子在原子核外指量子力学描述电子在原子核外空间空间运动

9、的主运动的主要区域。要区域。（1）原）原子轨道：子轨道：指量子力学描述电子在原子核外空间运指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主动的主要区域。要区域。2 2、原、原子轨道子轨道电子电子亚层（能级）亚层（能级）（2）原）原子轨道的表示方法：子轨道的表示方法：表示为表示为ns，np，nd，nf等。等。第一电子层：第一电子层：只一种形状只一种形状球形对球形对称，用称，用s表示表示，记，记作作1s。第二电子层：第二电子层：有二种形有二种形状，球状，球形，记作形，记作2s；纺纺锤形，用锤形，用p表示表示，记，记作作2p。第三电子层：第三电子层：有三种形有三种形状，记状，记作作3s，3p，3d。第四电子

10、层：第四电子层：有四种形有四种形状，记状，记作作4s，4p，4d，4f第五电子层：第五电子层：有五种形状，决定有五种类型轨道。有五种形状，决定有五种类型轨道。原子轨道种类数与电子层序数相等，即原子轨道种类数与电子层序数相等，即n n层有层有n n种轨道。种轨道。s s轨道：轨道：球球形形s原子轨道p p原子轨道是纺锤形原子轨道是纺锤形（哑铃形）的（哑铃形）的p原子轨道d原子轨道d d原子轨道是原子轨道是花瓣形的；花瓣形的；f f轨道形轨道形状更复杂。状更复杂。3 3、轨、轨道的伸展道的伸展方向方向（与能量无关，决定该种类型（与能量无关，决定该种类型 原子轨道的数目）原子轨道的数目）p轨道在空间

11、有轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，个伸展方向，所以所以p轨道含轨道含3个轨道，可容纳个轨道，可容纳6个电子个电子分别记作：分别记作：px、py、pz。s轨道是球形对称的，只有轨道是球形对称的，只有1个轨道，可容纳个轨道，可容纳2个电子。个电子。d轨道有轨道有5个伸展方向，有个伸展方向，有5个轨道，可容纳个轨道，可容纳10个电子；个电子；f轨道有轨道有7个伸展方向，有个伸展方向，有7个轨道，可容纳个轨道，可容纳14个电子。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。方向。1、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

12、A、1sB、2pC、3pD、4d3、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、3B、5C、7D、9动动脑动动脑2、3d轨道中最多容纳电子数为轨道中最多容纳电子数为A、2B、10C、14D、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、2B、4C、8D、104、电、电子子自旋状态自旋状态电子平行自旋：电子平行自旋：电子反向自旋：电子反向自旋：原子核外电子还有一种称为原子核外电子还有一种称为“自旋自旋”的运动。电的运动。电子的自子的自旋方式有两旋方式有两种不同状态：种不同状态：顺时自旋和逆时自旋。分别用顺时自旋和逆时自旋。分别用表示。表示。电子的自旋状态电子的自旋

13、状态电子层电子层原子轨原子轨道类型道类型原子轨原子轨道种类道种类原原子轨子轨道数道数目目可可容纳容纳电电子数子数1 11s1s2 22s2s，2p2p3 33s3s，3p3p，3d3d4 44s4s，4p4p，4d4d，4f4fn n1 12 24 48 89 9181816163232n n2 22n2n2 2总结：总结：各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数1 12 23 34 4n n5 5、各、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2p2px x、2p2py

14、 y、2p2pz z轨道的能量相等。轨道的能量相等。相同电子层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 ns np np nd nd nf 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 1s 2s 2s 3s 3s 4s 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：2p2px x2p2py y2p2pz z1 1、有下列四种轨道：有下列四种轨道：2s2s、2p2p、3p3p、4d4d，其中能量最高的是（，其中能量最高的是（）A.2s B.2p C.3p D.4dA.

15、2s B.2p C.3p D.4dD D2 2、用用“”“”“”或或“”表示下列各组表示下列各组多电子原子的原子轨道能量的高低多电子原子的原子轨道能量的高低 3s 3s 3p 2p 3p 2px x 2p 2py y 3s 3s 3d 3d 4s 4s 3p 3p 巩固练习3 3、比较下列多电子原子的原子轨道能比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低量的高低 2s 2p 4s2s 2p 4s 3s 3p 4p 3s 3p 4p2s2s2p2p4s4s3s3s3p3p4p4p 处于同一电子层的原子核外电子处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不也可以在不 同类型的同类型的 上运动上运动,不同，不同

16、，的的形状也不同。形状也不同。S S轨道是轨道是 对称的对称的,所以所以S S轨轨道道 个轨道；个轨道；P P轨道在空间有轨道在空间有 个个伸展方向伸展方向,所以所以P P轨道包括轨道包括 个个轨道；轨道；d d轨道有轨道有 个轨道、个轨道、f f轨道有轨道有 个个轨道。每一个原子轨道上只能有轨道。每一个原子轨道上只能有 个自旋个自旋状态不同的核外电子。状态不同的核外电子。原子轨道原子轨道轨道类型轨道类型轨道轨道球形球形1 1x x、y y、z zpx、py、pz 357 72 2填空：填空：核外电子的运动状态小结：小结：电子层n原子轨道或电子云形状原子轨道或电子云形状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）描描述述核核外外电电子子运运动动状状态态的的参参数数（1）电子分层排布的依据是什么？）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）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？一样吗？运动区域的形状一样吗？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）为什么每个电子