高中化学选修三1-1(2)

1、选修选修3 3物质结构与性质物质结构与性质第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质第一节第一节 原子结构原子结构1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是（ ）A. Ca2+ 1s22s22p63s23p6B. O2- 1s22s23p4C. Cl- 1s22s22p63s23p5D. Ar 1s22s22p63s23p6BC课堂练习课堂练习 ：2 2. .(1)电子排布式为电子排布式为1s22s22p63s23p6 某原子，某原子， 则该元则该元素的核电荷数是素的核电荷数是_(2)某元素原子的价电子构型为某元素原子的价电子构型为3s23p4, 则此元素在周期表则此元素在周期表的位置是的位置是

2、_18第第3 3周期，第周期，第VIAVIA族族3一个电子排布为一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价的元素最可能的价态是态是( ) A . +1 B. +2 C. +3 D. -1 C4.原子核外电子在排布时，最外层为什么不超过原子核外电子在排布时，最外层为什么不超过8个电个电子？次外层为什么不超过子？次外层为什么不超过18个电子个电子,以此类推？以此类推？ 思考：思考：原子核只是原子的一个部分，除此之外，还有原子核只是原子的一个部分，除此之外，还有核外高速运转的电子。电子在核外怎样高速运动？如何核外高速运转的电子。电子在核外怎样高速运动？如何描述？能否用宏观的牛顿运动

3、定律来描述呢？描述？能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道1 1、电子云、电子云（1 1） 电子运动的特点：电子运动的特点：质量小、高速、无固定轨道质量小、高速、无固定轨道（2 2） 概概率与概率密度率与概率密度概概率（率（P P）：核外电子出现的可能性）：核外电子出现的可能性概概率密度率密度(P/V=)(P/V=)：在原子核外空间某处找到电：在原子核外空间某处找到电 子的几率子的几率。 因此，电子运动因此，电子运动不不能用牛顿运动定律来描述，只能用能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统计的观点来描述。我们不可能像描

4、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。空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。（3 3）电子云）电子云 1 1）定义：电子在核外的运动可以用电子在核外空间）定义：电子在核外的运动可以用电子在核外空间出现概率的大小来描述。通常用小黑点的疏密程度来出现概率的大小来描述。通常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外概率的大小。点密集的地方，表表示电子在原子核外概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大，点稀疏的地方，表示电示电子在那里出现的概率大，点稀疏的地方，表

5、示电子在那里出现的概率小。这种形象地描述电子在空间子在那里出现的概率小。这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图像称为电子云图。出现的概率大小的图像称为电子云图。 几率密度的图像是电子云。即电子在原子核外出现几率密度的图像是电子云。即电子在原子核外出现的概率分布图。的概率分布图。 2）电子云图的意义）电子云图的意义图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。处出现过一次。黑点的稀疏程度表示了电子在核外出现的概率大小。黑点的稀疏程度表示了电子在核外出现的概率大小。离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集。离核越近，电子出现的概率越大

6、，黑点越密集。 常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间圈出来，的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道原子轨道。(2) (2) 轨道的电子云形状轨道的电子云形状 （1 1）原子轨道：原子轨道：电子云的轮廓图称为原子轨道。量电子云的轮廓图称为原子轨道。量子力学把子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。个原子轨道。2 2、原子轨道、原子轨道S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图* * S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的* * 能层序数能层序数n n越大越大, ,

7、原子轨道半径越大原子轨道半径越大xyzxyzP P能级的原子轨道图能级的原子轨道图xyz* * P P能级的原子轨道是哑能级的原子轨道是哑铃形的铃形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个个原子轨道原子轨道, ,它们相互垂直它们相互垂直, ,分别以分别以P Px x,P ,Py y,P ,PZ Z表示表示。 2. 原子轨道：即电子云轮廓图s s电子电子的原子轨道是的原子轨道是球形球形的的，在半径相同的球面上，电，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同子出现的机会相同。只有一种空间伸展方向。只有一种空间伸展方向。p p电子电子的原子轨道是的原子轨道是哑铃形哑铃形 ( (或或纺锤形纺锤形) )，

8、有三种空间，有三种空间伸展方向。伸展方向。d d电子电子为梅为梅花形花形，有五种空间伸展方向。，有五种空间伸展方向。f f电子云更为复杂。电子云更为复杂。有有7 7种空间伸展方向。种空间伸展方向。思考：思考：能层、能级与轨道数之间的关系？能层、能级与轨道数之间的关系？2. 原子轨道：即电子云轮廓图思考：思考：1.1s、2s、3s的异同？的异同？ 不同能层的同种能级的原子形状相似，只是半径不同。不同能层的同种能级的原子形状相似，只是半径不同。能层序数能层序数n越大，原子轨道的半径越大。越大，原子轨道的半径越大。 能级有多少个轨道数指有多少个空间伸展方向。能级有多少个轨道数指有多少个空间伸展方向。

9、ns能能级各有级各有1个轨道，个轨道，np能级各有能级各有3个轨道，这个轨道，这3个原子轨道个原子轨道相互垂直，分别以相互垂直，分别以px、py、pz表示，他们具有相同的能表示，他们具有相同的能量。量。nd能级各有能级各有5个轨道，个轨道，nf能级各有能级各有7个轨道。而每个轨道。而每个轨道里最多能容纳个轨道里最多能容纳2个电子，通常称为电子对，用方个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头向相反的箭头“”来表示。来表示。原子轨道图原子轨道图 这是由于这是由于1s1s，2s2s，3s3s电子的能量依次增高，电子电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越在离核更远的区

10、域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州火箭火箭必须依靠推动必须依靠推动( (提供能量提供能量) )才能克服地球引力上天，才能克服地球引力上天，2s2s电子比电子比1s1s电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比的空间出现的概率就比1s1s大，因而大，因而2s2s电子云必然比电子云必然比1s1s电电子云更扩散。子云更扩散。2. 3px、3py、3pz异同？异同？能量、电子云形状一样。在空间的取向不一样。能量、电子云形状一样。在空间的取向不一样。观察下

11、图，这些图称为原子的电子排布图。观察下图，这些图称为原子的电子排布图。1.1.每个原子轨道最多只能容纳几个电子？每个原子轨道最多只能容纳几个电子？2.2.当电子排在同一个能级内时，有什么规律？当电子排在同一个能级内时，有什么规律？ 1 1个原子轨道里最多只能容纳个原子轨道里最多只能容纳2 2个电子，且自旋方个电子，且自旋方向相反向相反( (顺时针、逆时针顺时针、逆时针) )。 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。六、泡利原理泡利原理和和洪特规则洪特规则 1.泡利原理：一个原子

12、轨道里最多只能容纳泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳2 2个电子，个电子，而且自旋方向相反，这个原理成为而且自旋方向相反，这个原理成为泡利原理泡利原理。2.2.洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则是个规则是洪特规则。洪特规则。 电子排布图（又叫轨道表示式）：用方框表示原子轨电子排布图（又叫轨道表示式）：用方框表示原子轨道，用箭头表示电子，这种用来表达电子排布的新方式道，用箭头表示电子，这种用来表达电子排布的新方式叫电子排布图。叫电子排布图。思考

13、思考写出写出24号、号、29号元素的电子排布式，价电子排号元素的电子排布式，价电子排布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从布轨道式，阅读周期表，比较有什么不同，为什么？从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理是否符合构造原理?洪特规则的洪特规则的特例特例：对于同一个能级，当电子排布为全充：对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的。满、半充满或全空时，是比较稳定的。 根据构造原理，在书写少数元素如根据构造原理，在书写少数元素如CrCr、CuCu等基态原子等基态原子的电子排布式时会有的电子排

14、布式时会有1 1个电子的偏差，对于这一现象洪个电子的偏差，对于这一现象洪特通过分析光谱实验的结果指出。特通过分析光谱实验的结果指出。 如如24Cr的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，为半，为半充满状态，充满状态，易错写为易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。29Cu的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1为全满状为全满状态，态，易错写为易错写为1s22s22p63s23p63d94s2(1)(1)氮原子：氮原子：A A B B(2)(2)钠原子：钠原子：A A3s3s1 1 B B3p3p1 1 (3)(3)铬原

15、子：铬原子：A A3d3d5 54s4s1 1 B B3d3d4 44s4s2 2 【课堂练习课堂练习】1、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布。、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布。(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg 2、以下列出的是一些原子的、以下列出的是一些原子的2p能级和能级和3d能级中电子排布的情况。能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则试判断，哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则(1) (2) (3) (4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有违反泡利不相容原理的有 ，违反洪特规则的有，违反洪特规则的有 。3、下列原子的外围

16、电子排布中，那一种状态的能量较低？试说明、下列原子的外围电子排布中，那一种状态的能量较低？试说明理由。理由。2s 2p 2s 2p 描述核外电子运动状态的参数：能层、能级、轨道、描述核外电子运动状态的参数：能层、能级、轨道、自旋状态。不同能层，不同能级，不同轨道上的电子自旋状态。不同能层，不同能级，不同轨道上的电子的运动不同，在同一轨道上运动的两个电子，因自旋的运动不同，在同一轨道上运动的两个电子，因自旋方向相反，其电子运动状态也不同，因此在同一原子方向相反，其电子运动状态也不同，因此在同一原子里没有运动状态完全相同的电子存在。里没有运动状态完全相同的电子存在。P12 学与问学与问练习：练习：

17、分别画出分别画出15P、26Fe、Fe2+、Fe3+电子排布式，电电子排布式，电子排布图，电子式，原子结构示意图。子排布图，电子式，原子结构示意图。 解释为什么解释为什么Fe常见的化合价为常见的化合价为+2、+3？为什么失去的？为什么失去的是最外层上的电子而不是最后填充的是最外层上的电子而不是最后填充的3d上的电子？上的电子？总结：核外电子排布的四种表示方法总结：核外电子排布的四种表示方法及及所表示的意义所表示的意义1.原子结构示意图：原子结构示意图：如如11Na 直观反映核内质子数和直观反映核内质子数和核外核外电子数的电子数的能层能层数数及及各能层上的各能层上的电子数电子数2.电子排布式：电

18、子排布式：用核外电子分布的能级及各能级上的电子用核外电子分布的能级及各能级上的电子数表示电子排布的式子。数表示电子排布的式子。（1）基态原子的电子排布式基态原子的电子排布式。如。如11Na 1s22s22p63s1能直能直观反映能层、能级及能级上电子数观反映能层、能级及能级上电子数。（2）简化电子排布式简化电子排布式：将电子排布式中的内层电子排布：将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子。如碳、钠、钙的简化电子排布式分别为子。如碳、钠、钙的简化电子排布式分别为（3）价电子排布式或外围电子排布式价电子排布式或外

19、围电子排布式注意：注意：电子排布式中能级按能层顺序排列，不能按能量电子排布式中能级按能层顺序排列，不能按能量高低（即电子填充顺序）排列。如高低（即电子填充顺序）排列。如Fe的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,不能写为不能写为1s22s22p63s23p64s23d63.电子排布图电子排布图（也称轨道表示式）（也称轨道表示式）：将每一个原子轨将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子分布的式子。如分布的式子。如O、Na的轨道表示式的轨道表示式 能直观反映各轨道能量的高低及能直观反映各轨道能量的高低及各各轨道上电子的分布轨道上电子的分布情况和电子的自旋情况情况和电子