高中化學(xué)21原子核外電子的運(yùn)動(dòng)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征課件蘇教版選修PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高中化學(xué)高中化學(xué)21原子核外電子的運(yùn)動(dòng)原子核原子核外電子的運(yùn)動(dòng)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征課件蘇教版選修外電子的運(yùn)動(dòng)特征課件蘇教版選修原子結(jié)構(gòu)示意圖：原子結(jié)構(gòu)示意圖：鎂原子鎂原子（Mg )原子核原子核質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)電子層電子層該層上的電子該層上的電子數(shù)數(shù)第一層第一層 倒數(shù)第一層倒數(shù)第一層 最外層最外層 次外層次外層電子層數(shù)為電子層數(shù)為_(kāi)層。層。第1頁(yè)/共24頁(yè)依據(jù)上頁(yè)的原子結(jié)構(gòu)示意圖，回憶你依據(jù)上頁(yè)的原子結(jié)構(gòu)示意圖，回憶你所知道的原子的核外電子排布規(guī)律。所知道的原子的核外電子排布規(guī)律。第2頁(yè)/共24頁(yè)電子云電子云能量越高。能量越高。離核越遠(yuǎn)；離核越遠(yuǎn)；分層運(yùn)動(dòng)（排布）；分層運(yùn)動(dòng)（排布）；QPO

2、NMLK7654321第3頁(yè)/共24頁(yè)核外電子核外電子排布規(guī)律：排布規(guī)律：（1 1）能量最低原理：）能量最低原理：電子先排布在能量較電子先排布在能量較低的軌道上。低的軌道上。（2）每層每層2n2n2 2個(gè)。個(gè)。最外層最外層 8 8個(gè)（個(gè)（K K層時(shí)層時(shí)2 2個(gè)），如果最外個(gè)），如果最外層為層為8 8個(gè)（個(gè)（K K層為層為2 2個(gè)）就達(dá)到了飽和個(gè)）就達(dá)到了飽和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。次外層次外層 1818個(gè)，倒數(shù)第三層個(gè)，倒數(shù)第三層 3232第4頁(yè)/共24頁(yè)宏觀物體宏觀物體微觀粒子微觀粒子質(zhì)量質(zhì)量很大很大很小很小速度速度較小較小很大（接近光速）很大（接近光速）位移位移可測(cè)可測(cè)位移、能量位移、能量不可

3、同時(shí)測(cè)定不可同時(shí)測(cè)定能量能量可測(cè)可測(cè)軌跡軌跡可描述可描述（畫(huà)圖或函（畫(huà)圖或函數(shù)描述）數(shù)描述）不可確定不可確定宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同宏觀、微觀運(yùn)動(dòng)的不同第5頁(yè)/共24頁(yè)微觀物體的運(yùn)動(dòng)特征：核外電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)空間小，運(yùn)動(dòng)速率大。無(wú)確定的軌道，無(wú)法描述其運(yùn)動(dòng)軌跡。無(wú)法計(jì)算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的多少。核外電子運(yùn)動(dòng)的特征核外電子運(yùn)動(dòng)的特征第6頁(yè)/共24頁(yè) 可用統(tǒng)計(jì)（圖示）的方法研究電子在核外出現(xiàn)的概率可用統(tǒng)計(jì)（圖示）的方法研究電子在核外出現(xiàn)的概率。電子云電子云電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的大小，電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)的大小，好像帶負(fù)電荷的云霧籠罩在

4、原子核周?chē)?，人們形象的稱(chēng)為電好像帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周?chē)?，人們形象的稱(chēng)為電子云。子云。 電子云圖中小黑點(diǎn)的疏密表示電子云圖中小黑點(diǎn)的疏密表示_，成成_關(guān)系。關(guān)系。第7頁(yè)/共24頁(yè)第8頁(yè)/共24頁(yè)一、電子層（又稱(chēng)能層）一、電子層（又稱(chēng)能層）n：電子層序數(shù)電子層序數(shù)（n）1234567符號(hào)符號(hào)KLMNOPQ 離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越來(lái)越高離核越來(lái)越遠(yuǎn)，能量越來(lái)越高第9頁(yè)/共24頁(yè) 量子力學(xué)研究表明，處于同量子力學(xué)研究表明，處于同一電子層的原子核外電子，也可一電子層的原子核外電子，也可以在不同類(lèi)型的以在不同類(lèi)型的原子軌道原子軌道上運(yùn)動(dòng)上運(yùn)動(dòng)。第10頁(yè)/共24頁(yè)二、原子軌道二、原子軌道電子亞層電子亞

5、層軌道的軌道的類(lèi)型不同類(lèi)型不同，軌道的軌道的形狀也不同形狀也不同。用用s s、p p、d d、f f分別表示不同形狀的軌道分別表示不同形狀的軌道。物理意義：表示電子云的形狀。物理意義：表示電子云的形狀。第11頁(yè)/共24頁(yè)s s軌道：軌道：球球形形第12頁(yè)/共24頁(yè)p p軌道：軌道：紡錘紡錘形形第13頁(yè)/共24頁(yè)d d原子軌道是原子軌道是花瓣形的；花瓣形的；f f軌道形狀更復(fù)雜。軌道形狀更復(fù)雜。第14頁(yè)/共24頁(yè)原子軌道的表示方法：原子軌道的表示方法：第四電子層：有四種形狀，決定有四種類(lèi)型軌道。第四電子層：有四種形狀，決定有四種類(lèi)型軌道。 記作記作4s，4p，4d，4f第五電子層：有五種形狀，決

6、定有五種類(lèi)型軌道。第五電子層：有五種形狀，決定有五種類(lèi)型軌道。表示為表示為ns，np，nd，nf等。等。第一電子層：只一種形狀第一電子層：只一種形狀球形對(duì)稱(chēng)，球形對(duì)稱(chēng)， 只有只有s軌道，記作軌道，記作1s。第二電子層：有二種形狀，第二電子層：有二種形狀， 有二種類(lèi)型軌道，分別記作有二種類(lèi)型軌道，分別記作2s、 2p。第三電子層：有三種形狀，分別是：球形，紡錘形，花瓣形，第三電子層：有三種形狀，分別是：球形，紡錘形，花瓣形， 有三種類(lèi)型軌道。分別記作有三種類(lèi)型軌道。分別記作3s，3p，3d。原子軌道種類(lèi)數(shù)與電子層序數(shù)相等，即原子軌道種類(lèi)數(shù)與電子層序數(shù)相等，即n n層有層有n n種軌道。種軌道。第

7、15頁(yè)/共24頁(yè)形狀相同的原子軌道在原子核外空形狀相同的原子軌道在原子核外空間還有不同的伸展方向。間還有不同的伸展方向。第16頁(yè)/共24頁(yè)三、軌道的伸展方向三、軌道的伸展方向：p軌道在空間有軌道在空間有x、y、z3個(gè)伸展方向，個(gè)伸展方向，所以所以p軌道含軌道含3個(gè)軌道，分別記作：個(gè)軌道，分別記作：px、py、pz。s軌道是球形對(duì)稱(chēng)的，只有軌道是球形對(duì)稱(chēng)的，只有1個(gè)軌道個(gè)軌道d軌道有軌道有5個(gè)伸展方向，有個(gè)伸展方向，有5個(gè)軌道，個(gè)軌道，f軌道有軌道有7個(gè)伸展方向，有個(gè)伸展方向，有7個(gè)軌道。個(gè)軌道。物理意義：表示電子云在空間的伸展方向。與能量無(wú)關(guān)物理意義：表示電子云在空間的伸展方向。與能量無(wú)關(guān)。第

8、17頁(yè)/共24頁(yè)（4 4）電子自旋：）電子自旋： 原子核外電子還有一種稱(chēng)為原子核外電子還有一種稱(chēng)為“自旋自旋”的運(yùn)動(dòng)。的運(yùn)動(dòng)。 原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態(tài)，通常人們用原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態(tài)，通常人們用向上箭頭向上箭頭“”和向下箭頭和向下箭頭“”來(lái)表示這兩種不同的自旋狀來(lái)表示這兩種不同的自旋狀態(tài)。態(tài)。 每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子每個(gè)軌道最多只能容納兩個(gè)自旋狀態(tài)不同的電子電子平行自旋：電子平行自旋：電子反向自旋：電子反向自旋：電子的自旋狀態(tài)電子的自旋狀態(tài)第18頁(yè)/共24頁(yè)電子層電子層原子軌原子軌道類(lèi)型道類(lèi)型原子軌道原子軌道數(shù)目數(shù)目可容納的可容納的電子數(shù)目

9、電子數(shù)目1 11s1s2 22s2s，2p2p3 33s3s，3p3p，3d3d4 44s4s，4p4p，4d4d，4f4fn n1 12 24 48 89 9181816163232n n2 22n2n2 2總結(jié)：總結(jié)：各電子層包含的原子軌道數(shù)目和可容納的電子數(shù)各電子層包含的原子軌道數(shù)目和可容納的電子數(shù)第19頁(yè)/共24頁(yè)（1）電子分層排布的依據(jù)是什么？）電子分層排布的依據(jù)是什么？（2）在多電子原子中，每一層上的電子能量）在多電子原子中，每一層上的電子能量一樣嗎？運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀一樣嗎？一樣嗎？運(yùn)動(dòng)區(qū)域的形狀一樣嗎？（3）為什么每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最）為什么每個(gè)電子層所能容納的電子數(shù)最多為

10、多為2n2（n為電子層數(shù)）？為電子層數(shù)）？第20頁(yè)/共24頁(yè)各原子軌道的能量高低：各原子軌道的能量高低：電子層和形狀相同的原子軌道的能量相電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等，如等，如2p2px x、2p2py y、2p2pz z軌道的能量相等。軌道的能量相等。相同電子層上原子軌道能量的高低：相同電子層上原子軌道能量的高低：ns ns np np nd nd nf nf形狀相同的原子軌道能量的高低形狀相同的原子軌道能量的高低：1s 1s 2s 2s 3s 3s 4s 4s多電子原子中，電子填充原子軌道時(shí)，原子軌道能量的高多電子原子中，電子填充原子軌道時(shí)，原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律：低存在如下規(guī)律：2p2px x2p2py y2p2pz z第21頁(yè)/共24頁(yè)觀察這個(gè)原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖（剖面圖），觀察這個(gè)原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)圖（剖面圖），該原子核外有幾個(gè)電子層？該原子核外有幾個(gè)電子層？第22頁(yè)/共24頁(yè)1、下列軌道含有軌道數(shù)目為、下列軌道含有軌道數(shù)目為3的是的是A、1s B