核外电子的排布课件

核外电子的排布本课件将带您深入了解原子核外电子的排布，并探讨其与原子性质之间的密切关系。导言原子结构原子是构成物质的基本单元，它由原子核和核外电子组成。电子排布核外电子并非随机分布，而是遵循特定的排布规律，影响着原子的化学性质。原子结构复习1原子核由质子和中子组成2核外电子带负电荷，围绕原子核运动3电子层电子在原子核外按照能量不同的层次排列4电子亚层每个电子层又分为若干个亚层，每个亚层包含一定数量的原子轨道电子的排布1根据能量不同，电子在原子核外占据不同的能级2电子排布规律遵循泡利不相容原理、洪特规则和能量最低原理3了解电子排布规律可以预测原子的化学性质和行为电子排布规律泡利不相容原理一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向相反洪特规则当多个原子轨道能量相同时，电子优先单独占据这些轨道，且自旋方向相同能量最低原理电子总是优先占据能量最低的原子轨道量子化和主量子数量子化电子在原子核外运动的能量是量子化的，只有特定的离散能量值是允许的主量子数(n)描述电子的能量，取值为1、2、3…，n越大，能量越高副量子数副量子数(l)描述电子的形状，取值为0、1、2…n-1s轨道(l=0)球形p轨道(l=1)哑铃形d轨道(l=2)更复杂的形状轨道角动量量子数1s轨道l=03p轨道l=15d轨道l=27f轨道l=3磁量子数1磁量子数(ml)描述电子在空间中的取向，取值为-l、-l+1、…、0、…、l-1、l2s轨道ml=0，只有一个轨道3p轨道ml=-1、0、1，有三个轨道4d轨道ml=-2、-1、0、1、2，有五个轨道斯温电子构型原子电子构型氢原子1s1氦原子1s2锂原子1s22s1铍原子1s22s2价电子和内层电子价电子处于最外层电子层的电子，参与化学反应内层电子位于价电子层内层的电子，一般不参与化学反应形成离子的电子构型1阳离子金属原子失去电子形成阳离子，电子构型与前一个稀有气体原子相同2阴离子非金属原子得到电子形成阴离子，电子构型与下一个稀有气体原子相同电子构型和化学性质的关系电子构型的特殊情况1某些元素的电子构型与预期略有不同，这是由于电子间的相互作用和能量的微小差异导致的2例如，铬(Cr)和铜(Cu)的电子构型并非按照能量最低原理排列，而是发生了“变形”d轨道电子过渡金属过渡金属的原子含有d轨道电子，这些电子在化学反应中起着重要的作用颜色过渡金属离子的颜色是由于d轨道电子跃迁引起的f轨道电子镧系元素镧系元素的原子含有f轨道电子，这些电子决定了镧系元素的特殊性质锕系元素锕系元素的原子也含有f轨道电子，它们具有放射性电子构型的确定方法光谱法利用光谱仪分析原子发射或吸收的光谱，确定电子构型理论计算使用量子力学方法计算原子的电子结构，确定电子构型电子构型的预测周期表根据元素在周期表中的位置预测电子构型斯温电子构型表使用斯温电子构型表确定电子的填充顺序电子构型的填充顺序1遵循能量最低原理，电子优先占据能量最低的轨道2先填充s轨道，再填充p轨道，最后填充d轨道和f轨道电子排布的例外情况1第一变形规则当d轨道半充满或全充满时，电子构型更加稳定2第二变形规则当f轨道半充满或全充满时，电子构型更加稳定第一变形规则铬(Cr)4s13d5，d轨道半充满铜(Cu)4s13d10，d轨道全充满第二变形规则1镧系元素通常情况下，f轨道电子数与镧系元素的周期序数相同，但也有例外2锕系元素锕系元素也存在一些电子构型的例外情况电子构型的应用化学性质预测元素的化学反应活性、氧化态和形成化合物的类型物理性质解释原子半径、离子化能、电负性和磁性等物理性质电子构型与化学反应活性价电子数价电子数越多，原子越容易失去电子，反应活性越高电子构型电子构型接近稳定结构的原子，反应活性较低电子构型与原子半径1原子半径原子半径是指原子核到最外层电子间的平均距离2同一周期从左到右，原子半径逐渐减小3同一主族从上到下，原子半径逐渐增大电子构型与离子化能1离子化能是指从气态原子中移去一个电子所需的能量2影响因素核电荷数、电子层数、屏蔽效应等电子构型与电负性电负性是指原子在分子中吸引电子的能力影响因素核电荷数、原子半径、电子层数等电子构型与磁性1含有未配对电子的原子或离子具有顺磁性，会被磁铁吸