原子核外电子的运动

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桐乡高级中学张锦松开天辟地──原子的诞生1.现代大爆炸宇宙学理论宇宙大爆炸大量氢少量氦极少量锂其他元素原子核的熔合反应约2h后诞生于2.氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。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（包括稀有气体）仅22种。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)回忆：一、人类对原子结构的认识卢瑟福（原子之父）原子模型(1911年)原子中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。(“行星系式”原子模型)(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高速的圆周运动。(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）。2、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2n2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)。(4)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。

1、原子核外电子的运动特征：①质量极小（约为质子或中子的1/1836）②运动空间极小（运动范围的直径数量级为10－10m）③极高速运动（接近光速）④无法同时测定其速度和位置〖归纳〗五彩缤纷的焰火

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基态原子激发态原子电子吸收能量（）电子释放能量（）E4.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由于以上特征，电子运动不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——好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，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、原子轨道最多容纳的电子数电子层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ原子轨道(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f······最多容纳的电子数2262610261014······2818322n2电子层（能层）与原子轨道（能级）原子轨道量子力学研究表明，处于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原子轨道类型spdf…原子轨道形状球形纺锤形花瓣形………s轨道的形状——球形p轨道的形状——纺锤形（哑铃形）d轨道的形状——花瓣形原子轨充道的特隆点①s原衫子轨道植是球形的，晶p原子魄轨道是纺锤形的；②S轨度道是球绘形对称艳的，所尘以只有1个轨道；③p轨道隶在空间上苹有x、y嫩、z三个桶伸展方向改，所以p禽轨道包括px、py、pz3个轨道丘；④d轨道糠有5个伸展方改向（5个轨道）f轨道灿有7个伸展方链向（7个轨道排）；⑴每一君电子层金数（n义）⑵各原子堆轨道的取烂值ns→途n≥1疫；np→表n≥2下；nd→n触≥3；nf→n着≥4；···巨···(3)每仆一电子层讽最多可容渴纳2n2个电子⑷以s谱、p、泉d、f嫂··包··排魔序的各妖原子轨喝道可容催纳的最中多电子预数依次对为1、私3、5树、7、慕···喘···贵的二倍厉。2.各电宣子层、原迹子轨道中暖电子能量匠的高低⑴同一悟电子层停中不同毕的原子虎轨道：⑵形状相卖同的不法同原子吗轨道（灵能级）末的能量票高低顺痕序：1敢s<2盈s<3梯s<4读s；2壶p<3荒p<4摩p;蛙3d<吩4dE(ns黎)＜E(认np)＜骆E(nd漠)＜E(攻nf)＜巧····康··（3）申电子层风和形状专相同的杀原子轨侍道的能榴量相等梦，如2割px，街2py匙，2p音z轨道躲的能量功相等1、4任d轨道拼中最多吓容纳电井子数为水（）A．2畅B．1亦0剩C．1予4隔D．1远8〖练习〗2、下列玻轨道含有常轨道数目撕为3的是拣（）A．1激s锅B．耳2p讽C．3龙p概D．4两d3、第响三电子汽层含有衰的轨道颤数为（子）A．3两B．跪5非C．7捞D戒．9BBCD4、下碍列关于逼电子层获与原子适轨道类灯型的说阵法中不戚正确的忙是(巾)A．原子宿核外电子雪的每一个欧电子层最挎多可容纳敢的电子数辅为2n2B．任一蜓电子层的两原子轨道霉总是从s灯轨道开始庄，而且原沟子轨道类帜型数目等绑于该电子知层序数C．同是句s轨道，真在不同的捆能层中所渠能容纳的艇最多电子广数是不相猫同的D．1唤个原子破轨道里枝最多只疲能容纳紫2个电凡子C3、电酿子的自县旋电子的文自旋方殿式有两昨种：顺催时自旋傲和逆时治自旋。显分别用令↑和↓败表示。电子自旋波状态自旋平行忙：↑↑帝自旋相反碍：↑↓注：每个最原子轨道朴最多只能本排布两个勿自旋相反弄的电子。三、原子全核外电子供的排布1.能未量最低押原理原子核外纸电子尽先宁占有能量敌最低的轨僚道，然后钉依次进入炊能量较高质的轨道，细这样使整馋个体系能泉量最低。精（原子答轨道的能街量关系如捎下：）1s<妖2s<比2p<姻3s<泽3p<读4s<贯3d<稠4p<昨5s<餐4d<舰5p<勤6s<蛾4f<许5d<浸6p<那7s<爽5f<日6d<孔7p…电子排点布要遵欢循的原窃理2.泡项利不相恼容原理每个原子盾轨道上最恨多只能容跪纳两个自挥旋状态不告同的电子恼。3.洪特鼠规则在能量母相同的蕉轨道上检的电子投，将尽终先分占盈不同轨尾道而且伍自旋状叨态相同橡。2.电煌子排布馒式Na：吃1s22s22p63s1电子层身数该能级上候排布的电梯子数原子轨串道符号KLMFe：借1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能层滨次序书炊写并填钉充入电多子。注意：并不是唉所有基听态原子便的核外南电子都买符合简恐单的原埋理。结果24Cr：1壁s22s22p63s23p63d54s129Cu：亦1s22s22p63s23p63d104s124Cr、29Cu、47Ag、79Au的核恰外电子排浆布式，并锄比较外围讨电子层排梁布的异同月。洪特规玻则特例触：当原子核舌外电子在休能量相等山的轨道上叉排布时，筒轨 道上疏全空（p0、d0、f0）、半臂满（p3、d5、f7）、全满笔（p6、d10、f14）结构针时能量较续低3.简评化电子好排布式如：Na：圣1s22s22p63s1[Ne]则3s1对于电矿子排布醒式书写丝式较为复探杂，我稠们把内怀层已经锈达到稀买有气体施结构的害部分用勤稀有气羞体加中曾括号方执法代替巾。简化为原子实写出氧啊、硅、壤铁的简崖化电子管排布式O：1s22s22p4[He]2s22p4简化为Si：1s22s22p63s23p2简化为[Ne]3s23p2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2简化为[Ar]3d64s2练一练例题解守析例1若且某基态原科子的外围朱电子排布藏为3d14s2，则下抖列说法棍正确的系是（劲）A．该肃元素基叔态原子垃中共有钱3个电随子B．该元角素原子核牧外有4个唱电子层C．该箩元素原槽子最外颜层共有绒3个电卷子D．该弓元素原撇子M能急层共有嫌8个电桌子B例2下嘱列有关认潜识正确的短是（宰）A．各能息级的原子始轨道数按巷s、p、d、f准的顺序匪分别为供1、3沙、5、帆7B．各掌能层的快能级都办是从s烫能级开佛始至f能级肥结束C．各能琴层含有的队能级数为n—1D．各蠢能层含震有的电塑子数为趴2n2A例3视下列经粒子中揉，电子厕排布式烧为1s22s22p63s23p6的有（秘）A．S密c3+B．M蓄g2+C．C北l-D．Br-例4下列化学用语，不能表示氯离子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BCAC例5字下列电子延排布原子溉轨道顺序至，实质是农各能级能痒量高低。岸若以E(nl)表示碎某能级馒的能量蚁，以下铁各式中野正确的库是（姻）A．E(4s)林＞E(3s左)＞E(2s笋)＞E(1s)B．E(3d焦)＞E(4s赞)＞E(3p托)＞E(3s)C．E(5s泡)＞E(4f宝)＞E(4s)委＞E(3d变)D．E(5s唇)＞E(4s循)＞E(4f模)＞E(3d)AB4、轨提道表示理式轨道表单示式的词书写格芹式①元素诞符号；顽②轨道下框（一单个轨道计一个框捉，能量童相同的亲轨道连留在一起洞）；③昨电子自骡旋状态中（用“捉↑”、梨“↓”妖表示）士；④轨蜻道符号激（轨道辩框下面袜）如Na：↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓当碳原子平的核外电拾子排布由转变为时，下列说法编正确的是席（券）A.碳原搬子由基态春变为激发薪态B.碳愉原子由弦激发态恶变为基剥态C.访碳原子感要从外弊界环境梦中吸收幻玉能量D.碳原蠢子要向外及界环境释领放能量AC练一练1．原子实言：原子核外岂内层电子坊已达到稀猴有气体结某构的部分2．外围电子庭排布式：原子电子沃排布式中左省去原子孟实的剩余脸部分3．价电子：主族元素涌的外围电鉴子排布式旁，也就是避主族元素逼的最外层虚电子4．基态：最低能茎量状态据。如处缝于最低谱能量状旨态的原俭子称为和基态原玩子。几个名库词：习题精拦练1．下列各咬原子或态离子的构电子排扁布式错鸟误的是鲁（络）A．Al有1s22s22p63s23p1B．O2-1s22s22p6C．Na+1s22s22p6D．Si晶1耻s22s22p22．按席能量由劫低到高胆的顺序姓排列，刚正确的津一组是眼（哄）念A．1庆s、2塘p、3歇d、4绳s绪B．1方s、2料s、3孙s、2佳p应C．2念s、2螺p、3络s、3必p管D．4互p、3巾d、4欣s、3拆pC3．若n=3，以玩下能级符如号错误的圈是(众)A．np牛B．nf可C．nd赌D．nsB3.写出乞下列元素议基态原子正的电子排架布式：(5)B患r;⑷Ca；(3)判Si;(2)竭P;⑴N；1s22s22p31s22s22p63s23p31s22s22p63s23p21s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d104s24p54.写出吸下列元素稍原子的简珠化电子排哄布式：Na：；P：；Cu：；Rb：；Be：；Mn：。[Ne商]3s1[Ne]煌3s23p3[Kr造]4s1[Ar众]3佛d104s1[He]奖2s2[Ar葛]3亚d54s2或[Ne火]3s23p63d54s