原子核外电子的运动

1、专题2：原子结构与元素的性质第一单元：原子核外电子的运动宇诞生于&约2h后 由炸2氢是宇宙中最丰富的元素,是所有元素之开天辟地原子的诞生1现代大爆炸宇宙学理论III大暈氧M原子核的籍詈原子核的吝 抄里氮熔合反矿丹 极少量锂3 所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已 知的。4地球上的元素绝大多数是金属”非金属（包扌舌稀有气体）仅22种。一、人类对原子结构的认识回忆：原子的发现史1. 古希腊原子论2. 道尔顿原子模型（1803年）3. 汤姆生原子模型（1904年）4卢瑟福原子模型（1911年）5. 玻尔原子模型（1913年）6. 电子云模型（1926年）卢瑟福（原子之父）原子模型（19M年）原子中

2、心有一个带正电荷的核 它的质量几乎 等于原子的全部质量 电子在它的周围沿着不 同的轨道运转 就象行星环绕太阳运转一样。英籍新西兰物理学家（行星系式原子模（E5議即型）（核式模型）玻尔原子模型（1913年）电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做咼速的圆周1S动。丹麦物理学家波尔（N.BohrJ 885-1 962）波尔的原子结构模型（电子分层排布模型）玻尔的电子分层排布模型1、原子核外电子在一系列稳定的轨道一运 动，这些称为原子轨道（能级或电子亚层）O2、不同的原子轨道具有不同的能量。原 子轨道的能量变化是不连续的。3、原子核外电子可以有能量不同的轨 道上发生跃迁。回顾:电子在原子核外空间是怎样排

3、布的?(1) 核外电子总是尽量先排布在能量较低的电 子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升 高的电子层。(2) 原子核外各电子层最多容纳2/个电子。(3) 原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最 外层时不能超过2个电子)。次外层电子数目不能超过18个(K层为次外 层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能 超过32个。K归纳 1、原子核外电子的运动特征：质量极小（约为质子或中子的1/1836）运动空间极小（运动范围的直径数量级为10-10m） 极高速运动（接近光速）无法 同if测定其速度和位置能量最低原理、基态与激发态、光谱1 能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理使整个原子 的能量处于

4、最低状态2.基态原子与激发态原子处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原 子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能 级成为激发态原子。3基态、激发态的相互转化与 能量转化的关系激发态原子电子吸收能 量(的)电子释放能 量(hy)基态原子4 光谱与光谱分析：(1) 光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放 不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的 电子的吸收光谱或发射光谱总称原子光谱(2) 光谱分析：利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素Ml.6 nm410.1 nni431mu他hiti656.3 nni用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱原子核外电子运动的描述方法nr.nr由于以上特征，电子运动不能

5、用牛顿运 动定律来描述，只能用统计的观点来描 述。我们不可能像描述宏观运动物体那 样，确定一定状态的核外电子在某个时 刻处于原子核外空间如何，而只能确定 它在原子核外各处出现的概率。该统计 图示即电子云一好像带负电”丹 荷的云雾笼罩在原子核周围，I窪 人们形象的称为电子云。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(1) 像一团带负电荷的云雾(2) 小黑点的疏密表示电子在核 外空间一定范围内出现的机会大 小(3) 核外电子能量底的离核近， 能量高的离核远。二原子核外电子的运动特征电子层（能层）与原子轨道（能级）1各电子层所包含的原子轨道类型及各 电子层、原子轨道最多

6、容纳的电子数电子层（n）二三五六七符号KLMNOPQ原子轨 道Is2s2P3s3P3 d4s4P4 d4f容电 多的数 最纳子22626102610142818322n2原子轨道量子力学研究表明f处于同_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，轨道的形状也不同用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道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S轨道的形 状球形、orbitalP轨道的形 状一纺锤形（哑铃形）yz妙z1 七d轨道的 形状一 花瓣形原子轨道类型SPdf 原子轨道形状球形纺锤形花瓣形 原子轨道的特点 S原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤 形的

7、； S轨道是球形对称的f所以只有1个轨道;p轨道在空间上有X. y. z三个伸展方向f所以p轨道包括Px、Py. Pz3个轨道；d轨道有5个伸展方向（5个轨道） f轨道有7个伸展方向（7个轨道）;每一电子层数(n )各原子轨道的取值nsnl ;np-n2 ;ndf nn3 ;nf-nn4 ;每一电子层最多可容纳22个电子以s、p、d、f排序的各原子轨道可容纳 的最多电子数依次为：L人5. 7、的二倍。2. 各电子层、原子轨道中电子能最 的高低同一电子层中不同的原子轨道：E(ns) v E(np) E(nd) E(nf)v (2)形状相同的不同原子轨道(能级) 的能量高低顺1s2s3s4s； 2

8、p3p4p;3d4d(3)电子层和形状相同的原 子轨道的能量相等，如即X， 2py, 2pz轨道的能量相尊K练习1、4d轨道中最多容纳电子数为（DA. 2 B. 10 C 14D182、下列轨道含有轨道数目为3的是BCA. 1s B 2p C 3p D. 4d3、第三电子层含有的轨道数为（DA. 3 B. 5 C 7 D 94、下列关于电子层与原子轨道类型的说法 中不正确的是(C )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C. 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D.

9、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子3、电子的自旋电子的自旋方式有两种：顺时自旋 和逆时自旋。分别用T和J表示。电子自旋状态自旋平行：门自旋相反：门 注：每个原子轨道最多只能排布 两个自旋相反的电子。三、原子核外电子的排布电子排布要遵循的原理1能量最低原理原子核外电子尽先占有能量最 低的轨道，然后依次进入能量 较高的轨道，这样使整个体系 能量最低。（原子轨道的能 量关系如下：） 0 0 0 0 0 0 0 0 Ww1s2s2p3s3p4s3d4p 5s4d5p6s4f5d6p7s 5f6d 29CU、4?Ag、79AU 的核外电子排布式，并比较外围电子层排布的异同。结果24。: ls2s22p6

10、3s23p63d54s1298 :洪特规则籲:S警静辭絆饑量相等的 轨适上排希时,轨 道丄全空（p。、d f。）、 半满（p3 cP、f7）、全满（p6、d10 f14）结 构时能量较低3 简化电子排布式如：Na : ls22s22p63sx 简协 原子实= Ne3s】对于电子排布式书写较为复杂，我们把内层已经达到稀有气体结构的部分用稀 看气体加中括冉芳法茯替。-dm世笑自二 S寸鱼只懂寸dys创-o，迤，ffiFRwr例题解析例若某基态原子的外围电子排布为3dMs2 f则下列说法正确的是（B ）A该元素基态原子中共有3个电子B 该元素原子核外有4个电子层C该元素原子最外层共有3个电子D该元素

11、原子M能层共有8个电子例2下列有关认识正确的是（XA 各能级的原子轨道数按s. p.* f的顺序分别为h * 5、7B 各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C各能层含有的能级数为一1D各能层含有的电子数为22例3下列粒子中f电子排布式为 ls22s22p63s23p6的歆)A Sc3+ B Mg2+ C Ck D Br 例4下列化学用语f不能表示氯离子 的是(JBCA Cl- B .iJci C .)? D ls22s22p63s23p6 例5下列电子排布原纟轨道顺序,实质是 各能级能量高低。若以但/7力表示某能级的能量, 以下各式中正确的是()ABA (4s) (3s) (2s) (ls

12、) B (3d) (4s) (3p) (3s)C (5s) (4f) R4s) (3d)D (5s) (4s) (4f) (3d)4、轨道表示式轨道表示式的书写格式 元素符号；轨道框（一个轨道一 个框，能量相同的轨道连在一起）； 电子自旋状态（用V”、“厂表 示）；轨道符号（轨道框下面）如Na：T丄14 T丄T丄Tnr当碳原子的核外电子排布由血I T II T转变为m时，下列说法正确的页是AC )A 碳原子由基态变为激发态B.碳原子由激发态变为基态C 碳原子要从外界环境中吸收能量D碳原子要向外界环境释放能量几个名词:1.原子实：原子核外内层电子已达到 稀有气体结构的部分2外围电子排布式：原子电

13、子排布式中省去原子实的剩余部分3价电子：主族元素的外围电子排布式，也就是主族元素的最外层电子4.基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。习题精练1下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）A. Al 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1B 02 1s2 2s2 2p6C Na+ 1s2 2s2 2p6D. Si 1s2 2s2 2p22按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是（c)A. 1sv2p、 3d、 4sB. 1sx 2s、3s、2pC 2s、 2p、 3s、3pD. 4p、 3d、 4s、 3p3若 =3 f以下能级符号错误的是（B）A np B nt C nd D ns左写出下列元素基态原子的电子排布式:(1) N 1s22s22p3;(2) P isspsp3(3) Si ls22s22p6?s23p2 Ca 1s22s22p63s?3p64s2(5) Br 1s22s22p63s23p63g4s24p54写出下列元素原子的简化电子排布式:Na :Ne