化學 2 原子結構與元素的性質 第一單元 原子核外電子的運動 蘇教版選修3

專題專題 2原子結構與元素的性質原子結構與元素的性質第一單元原子核外電子的運動第一單元原子核外電子的運動專題專題 2原子結構與元素的性質原子結構與元素的性質專題專題 2原子結構與元素的性質原子結構與元素的性質課程標準課程標準一、人類對原子結構的認識一、人類對原子結構的認識1原子是由原子是由_和和_構成的，其中構成的，其中_帶正電，它又是由帶正電的帶正電，它又是由帶正電的_ 和和 不帶電的不帶電的_構成的，構成的，_帶負帶負 電。整電。整個原子是個原子是_。2原子中：原子中：質子數(shù)質子數(shù)_原原子序數(shù)子序數(shù)質量數(shù)質量數(shù)_原子核原子核核外電子核外電子原子核原子核質子質子中子中子核外電子核外電子電中性電中性核電荷數(shù)核電荷數(shù)核外電子數(shù)核外電子數(shù)質子數(shù)質子數(shù)中子數(shù)中子數(shù)3.1911年，英國物理學家盧瑟福根據(jù)年，英國物理學家盧瑟福根據(jù)粒子的散射實驗，提粒子的散射實驗，提出了原子結構的有核模型。盧瑟福認為原子的質量主要集中出了原子結構的有核模型。盧瑟福認為原子的質量主要集中在在_上，電子在原子核外空間做高速運動。上，電子在原子核外空間做高速運動。41913年，丹麥物理學家玻爾提出新的原子結構模型：年，丹麥物理學家玻爾提出新的原子結構模型：(1)原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動，這些軌道稱為原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動，這些軌道稱為原子軌道；核外電子在原子軌道上運動時原子軌道；核外電子在原子軌道上運動時,沒有能量變化。沒有能量變化。(2)原子軌道的能量各不相同，原子原子軌道的能量各不相同，原子 軌道的軌道的 能量能量 變化是不連變化是不連續(xù)的。續(xù)的。(3)原子核外電子可以在能量不同的軌道上發(fā)生躍遷。原子核外電子可以在能量不同的軌道上發(fā)生躍遷。原子核原子核5原子核外電子運動不遵循宏觀物體的運動原子核外電子運動不遵循宏觀物體的運動 規(guī)律，科學規(guī)律，科學家用統(tǒng)計方法來描述核外電子的運動狀態(tài)。用小黑點的疏家用統(tǒng)計方法來描述核外電子的運動狀態(tài)。用小黑點的疏密代表電子在核外空間區(qū)域出現(xiàn)的機會，所得圖形稱為電密代表電子在核外空間區(qū)域出現(xiàn)的機會，所得圖形稱為電子云圖。離子云圖。離 核近核近 的區(qū)域電子的區(qū)域電子 出現(xiàn)的機會大，離核遠的出現(xiàn)的機會大，離核遠的 區(qū)區(qū)域，電子出現(xiàn)的機會少。域，電子出現(xiàn)的機會少。6原子處于能量最低狀態(tài)時，稱為基態(tài)。原子處于能量最低狀態(tài)時，稱為基態(tài)。1電子云圖上的小黑點代表一個電子嗎？電子云圖上的小黑點代表一個電子嗎？提示：提示：不是，小黑點僅代表電子出現(xiàn)的概率，并不是存在一不是，小黑點僅代表電子出現(xiàn)的概率，并不是存在一個真實的電子。個真實的電子。二、原子核外電子的運動特征二、原子核外電子的運動特征1原子軌道的類型有：原子軌道的類型有：s、p、d、f等。等。s軌道呈軌道呈 球形，有球形，有1個個軌道，可容納軌道，可容納2個電子；個電子；p軌道呈紡錘形，在空間有軌道呈紡錘形，在空間有3個伸展方個伸展方面，包括面，包括px、py、pz軌道，它們之間是互相垂直的，可軌道，它們之間是互相垂直的，可 容納容納 6 個電子。個電子。d軌道有軌道有5個軌道，可容納個軌道，可容納10個電子；個電子；f 軌軌 道有道有7 個軌個軌道，可容納道，可容納14個電子。個電子。2原子軌道用原子軌道用_和和_結合起來共同表示，如結合起來共同表示，如1s、2s、2p、3d等。等。表示電子層的表示電子層的n表示原子軌道形狀的表示原子軌道形狀的s、p、d、f3第第n電子層中含有的原子軌道類型有電子層中含有的原子軌道類型有n種，原子軌道數(shù)目種，原子軌道數(shù)目為為n2個，可容納的電子數(shù)為個，可容納的電子數(shù)為2n2。例如：第。例如：第3層中，含有層中，含有3s、3p、3d三種類型的軌道，原子軌道數(shù)目為三種類型的軌道，原子軌道數(shù)目為9個，一共可容納個，一共可容納的電子數(shù)為的電子數(shù)為18個。個。4原子軌道能量高低：原子軌道能量高低：(1)相同電子層的原子軌道中：相同電子層的原子軌道中：ns_ np _ nd _nf。(2)形狀相同的原形狀相同的原子軌道：子軌道：2p_3p_4p。(3)電子層數(shù)和原子軌電子層數(shù)和原子軌道形狀均相同：道形狀均相同：2px_2py_2pz。2多電子原子中，電子的運動區(qū)域與其能量之間的關系？多電子原子中，電子的運動區(qū)域與其能量之間的關系？三、原子核外電子的排布三、原子核外電子的排布1核外電子排布需要遵循核外電子排布需要遵循_、_和和_。2能量最低原理：能量最低原理：原子核外電子先占據(jù)原子核外電子先占據(jù)_的的 軌道軌道(優(yōu)先進入能量低的能級優(yōu)先進入能量低的能級)，然后依次進入能量較高的軌道。，然后依次進入能量較高的軌道。3泡利不相容原理：泡利不相容原理：每個原子軌道上最多只能容納每個原子軌道上最多只能容納_的電子。的電子。4洪特規(guī)則：洪特規(guī)則：在能量相同的軌道上的電子將盡先分占在能量相同的軌道上的電子將盡先分占_的原子軌道，且自旋狀態(tài)的原子軌道，且自旋狀態(tài)_。能量最低原理能量最低原理泡利不相容原理泡利不相容原理洪特規(guī)則洪特規(guī)則能量低能量低兩個自旋狀態(tài)不同兩個自旋狀態(tài)不同不同不同相同相同DC原子核外電子的運動特征原子核外電子的運動特征探究導引探究導引1原子核外電子具有的能量是否相同？如何描述原子核外電子具有的能量是否相同？如何描述它們的運動狀態(tài)？它們的運動狀態(tài)？探究導引探究導引2每個電子層中最多容納的電子數(shù)為何是每個電子層中最多容納的電子數(shù)為何是2n2?1描述核外電子運動狀態(tài)的參數(shù)描述核外電子運動狀態(tài)的參數(shù)2各電子層包含的原子軌道數(shù)目的表示方法及最多容納的各電子層包含的原子軌道數(shù)目的表示方法及最多容納的電子數(shù)電子數(shù)電子層電子層(n)1234567符號符號原子軌原子軌道類型道類型最多容最多容納的電納的電子數(shù)子數(shù)離離核核遠遠近近能能量量高高低低KLMNOPQ1s 2s2p3p3d4s4p4d4f226102610142863s218322n2近近遠遠低低高高4原子核外電子排布的軌道能量順序原子核外電子排布的軌道能量順序按箭頭指向，能級的能量越來越大。按箭頭指向，能級的能量越來越大。A核外電子排布的表示方法核外電子排布的表示方法D原子核外電子的運動特征原子核外電子的運動特征D 軌道表示式的書寫規(guī)則軌道表示式的書寫規(guī)則D