-自己做-第一章-節(jié)-原子結(jié)構(gòu)-能級交錯-軌道課件

1、 課程標(biāo)準(zhǔn)：電離能、電負(fù)性原子核外電子的躍遷價(jià)層電子對互斥模型鍵和鍵手性分子等電子原理金屬晶體的基本堆積模型晶格能1謝謝大家請?zhí)釋氋F意見！原子結(jié)構(gòu)231803 一、人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷史3近代原子論發(fā)現(xiàn)電子帶核原子結(jié)構(gòu)模型軌道原子結(jié)構(gòu)模型電子云模型4（1） 能層（即電子層） 能層：按原子核外電子能量的差異，可以將核外電子分為不同的能層即電子層。二、能層與能級5按距核遠(yuǎn)近劃分殼層 能層(電子層)n越大，離核距離越遠(yuǎn)電子能量越高不同能層的能量的變化不連續(xù)，是量子化的。n1、2、3、4、5、6、7符號 K、L、M、N、O、P、Q6規(guī)定，任一能層的能級總是從 s 能級開始，依次稱p、d、f、g能級能

2、層 K L M N O能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多電子數(shù)2 2 6 2 6 10 2 6 10 14(2) 能級:在多電子原子中，同一能層的電子的能量也可能不同，可以將它們分為不同的能級（即亞層）。第三能層有3個能級分別為 。”能層是樓層，能級是樓梯的階級”7能層12345n符號KLMNO最多電子數(shù)212222232 2422522n2 8能層n(電子層)符號1 2 3 4 5 6 7K LM N O P Q包含能級(電子亞層)s、p、d ss、ps、p、d、f s、p、d、f s、p、d、f s、p、d、f 能級表示方法1s2s、2p3s、3p

3、、3d 能層與能級92.不同能層，相同能級 1.相同能層，不同能級 按s、p、d、f順序遞增 如: EnsEnpEndEnf能量高低由n決定如：E1sE2sE3s E2pE3pE4p E3dE4dE5d10構(gòu)造原理1s-2s-2p-3s-3p-4s-3d-4p-5s-4d-核外電子排布的構(gòu)造原理圖3. 能級交錯：如：E4sE3dE4p11原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理（122,334,345,456,4567,567）總結(jié)：核外電子排布所遵循的規(guī)律和方法。1、根據(jù)構(gòu)造原理給出的電子排布次序，可以寫出原子的電子排布式。2、對于處在不同能層的英文字母不同的

4、能級，電子排布的先后次序（n-2）f、（n-1）d、ns12（3）屏蔽效應(yīng)在多電子原子中，一個電子不僅受到原子核的引力，還要受到其他電子的排斥力。如鋰原子核帶有三個正電荷，核外有三個電子，第一層有兩個電子，第二層有一個電子，對于第二層的這一個電子來說，除了受核對它的吸引力以外，還受到第一層兩個電子對它的排斥力的作用，這種排斥力實(shí)際上相當(dāng)于減弱了原子核對外層電子的吸引力，相當(dāng)于使核的有效電荷數(shù)減少。我們把由于其他電子對某一電子的排斥作用而抵消了一部分核電荷，使有效核電荷降低，消弱了核電荷對該電子的吸引，這種作用稱為屏蔽作用或屏蔽效應(yīng)。屏蔽效應(yīng)與原子內(nèi)電子的多少和電子所處的軌道有關(guān)，內(nèi)層電子對外層

5、電子的屏蔽作用較大，電子越靠近原子核，它對外層電子屏蔽作用越大，同層電子屏蔽作用較小，外層電子對內(nèi)層電子幾乎沒有屏蔽作用。13（4）鉆穿效應(yīng)由電子云徑向分布圖可以看出，n值較大的電子在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率大，但在離核較近的區(qū)域也有概率較小的峰出現(xiàn)，這種外層電子鉆到內(nèi)層空間而靠近原子核的現(xiàn)象稱為鉆穿效應(yīng)。鉆穿效應(yīng)主要表現(xiàn)在鉆入內(nèi)層的小峰上，峰的數(shù)目越多，鉆穿效應(yīng)越大。電子的鉆穿效應(yīng)和屏蔽效應(yīng)是相互聯(lián)系的，某電子的鉆穿效應(yīng)越強(qiáng)，其被屏蔽的可能性就越小。鉆穿效應(yīng)可以用來解釋能級交錯現(xiàn)象。14屏蔽效應(yīng)、鉆穿效應(yīng)不講。電子排布式可以簡化，如可以把鈉的電子排布式寫成【Ne】3s1。書寫N、Cl、K、2

6、6Fe原子的 核外電子排布式15二、電子云思考: 宏觀物體與微觀物體（電子）的運(yùn)動有什么區(qū)別?宏觀物體的運(yùn)動特征：可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時(shí)刻所處的位置及運(yùn)行的速度；可以描畫它們的運(yùn)動軌跡。16微觀物體的運(yùn)動特征：電子的質(zhì)量很小，只有9.1110-31千克；核外電子的運(yùn)動范圍很?。ㄏ鄬τ诤暧^物體而言）；電子的運(yùn)動速度很大；測不準(zhǔn)17電子云輪廓圖 電子在核外空間經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域 電子出現(xiàn)概率約為90的空間所形成的電子云輪廓圖原子軌道181s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖。小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率的大小。量子力學(xué)中將這種電子云輪廓圖稱為“原子軌道”19電子云電子在核外空間出

7、現(xiàn)機(jī)會(概率)多少的形象化描述 假想：重疊數(shù)百萬張氫原子核外電子每個瞬間運(yùn)動狀態(tài)的照片，得到統(tǒng)計(jì)效果圖。注意點(diǎn)：1.是電子在核外空間出現(xiàn)的 概率統(tǒng)計(jì)結(jié)果，非真的云2.氫原子電子云球形 好像在原子核外籠罩著一團(tuán)電子形成的云霧，形象地稱為電子云圖。20三、原子軌道：1.定義：電子出現(xiàn)概率約為90的空間所形成的電子云輪廓圖H原子電子運(yùn)動的原子軌道為球形1s原子軌道為球形ns軌道均為球形n越大,球半徑越大21p能級電子云輪廓圖p能級電子云圖p軌道的3種空間伸展方向P電子原子軌道半徑同樣隨著n增大而增大p軌道形狀紡錘形或稱為啞鈴形22 d能級的原子軌道有 個. d能級的原子軌道523一個s軌道，空間一種

8、取向。能量相同，伸展方向不同s 軌道p 軌道 三種空間取向，三個 等 價(jià) p軌道。24能層符號 六P五O四N4f4d 4p4s三M3d3p3s二L2p2s一K1s1131351357軌道伸展方向軌道總數(shù)14916能級軌道總數(shù)(能層序數(shù))2=25電子層原子軌道類型原子軌道數(shù)目可容納電子數(shù)1234n1s2s，2p4s,4p,4d,4f3s,3p,3d14916n22818322n226四、 核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述：能層能級電子云的伸展方向決定能量高低決定原子軌道自旋方向：順時(shí)針自旋 逆時(shí)針自旋同一個原子軌道里的電子的自旋方向相反電子的自旋狀態(tài)四個方面27五、核外電子排布的原則 1.能量最低原理：電

9、子總是盡先占據(jù)能量最低的原子軌道，然后再依次進(jìn)入能量較高的軌道，這樣使整個原子處于能量最低狀態(tài)。 原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理282.Pauling不相容原理：每個原子軌道至多容納兩個自旋方向相反的電子. 第n能層軌道總數(shù):n2最多容納的電子數(shù):2n2293.洪特規(guī)則 4.補(bǔ)充規(guī)則相對穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿（p6，d10，f14）全空時(shí)（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）電子排布在同一能級時(shí)，總優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同。 30 用軌道表示式表示出鐵原子的核外電子排布洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理3124Cr原子的電子排布圖:1s22s2

10、2p63s23p63d54s1不是3d44s2例：32畫出24Cr 的軌道排布式洪特規(guī)則的特例：在等價(jià)軌道的全充滿（p6，d10，f14）、半充滿（p3，d5，f7）全空時(shí)(p0,d0,f0)的狀態(tài)，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。1s22s22p63s23p64s23d44s13d533例“各能級最多容納的電子數(shù)，是該能級原子軌道數(shù)的二倍”，支撐這一結(jié)論的理論是（ ） A構(gòu)造原理 B泡利原理 C洪特規(guī)則 D能量最低原理B34分別寫出Na、K的基態(tài)原子的電子排布鈉原子：1s2 2s2 2p6 3s1鉀原子：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1電子排布式練習(xí)：試分別寫出17Cl、22Ti

11、、28Ni的電子排布式和電子排布圖(參考課本p12)。35注意36在同一個原子中，離核越近、n越小的電子層能量 。在同一電子層中，各亞層的能量按s、p、d、f的次序 理論研究證明，多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級，第三能層有3個能級分別為_ 。越低增大 。 3S 3P 3d37四、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜381基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子 不同能層的能量的變化不連續(xù)，是量子化的。處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子（1s22s2 2p63d1屬于激發(fā)態(tài)）39可利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會吸收或釋放不同的能量表現(xiàn)為光的形式用光譜儀攝取得到各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜40 通常電子盡可能處在離核最近的軌道運(yùn)動，此時(shí)原子的能量最低，原子