選修3：電子云和原子軌道課件

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第三課時1.了解原子核外電子的運動規(guī)律2.了解電子云和原子軌道的涵義3.掌握泡利原理和洪特規(guī)則【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【重點難點】1.通過S電子云、P電子云的輪廓圖，加深對電子云和原子軌道涵義的理解。2.學(xué)會運用能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則解釋核外電子排布特點及特殊性質(zhì)。

目標(biāo)導(dǎo)航(一)電子的運動與宏觀物體的運動有何不同?宏觀物體運動特征：可以準(zhǔn)確測出某一時刻的運動速度和所在的位置；可以描畫出其運動軌跡。核外電子運動特征：質(zhì)量很?。贿\動空間很??；運動很快，無法預(yù)計電子在某一刻所在的位置，也無法描繪出運動軌跡?！舅伎寂c交流1】【思考與交流2】(二)如何描述核外電子的運動狀態(tài)?概率密度:描述電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率1.氫原子的1S電子在核外出現(xiàn)的概率密度分布圖是如何得來的？用相機把不同時刻電子在核外出現(xiàn)的位置拍攝下來,再把若干張照片疊印起來。電子運動模擬視頻氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖電子云(1).小黑點不表示電子，只表示電子在這里出現(xiàn)過一次。(2).小黑點的疏密表示概率密度的大小，即小黑點越密，表明電子在此區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機會越多，概率密度也就越大。(3).從概率密度分布圖來看，把電子在原子核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的幾率統(tǒng)計起來，好似在原子核周圍籠罩一團帶負電的云霧，所以人們形象地稱作“電子云”，而實際上并不存在。2.電子云圖中的小黑點的含義是什么？小黑點的疏密表示什么？什么叫電子云？3.什么叫電子云輪廓圖？氫原子1S電子云輪廓圖的繪制作過程4.原子軌道(電子云輪廓圖)有何特點？(1)英文字母相同的不同能級的原子軌道形狀是否完全相同？nS和nP能級的原子軌道各有什么特點？為了表示電子云輪廓的形狀，對核外電子的空間狀態(tài)有一個形象化的簡單描述，把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，即為電子云輪廓圖，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。S電子的電子云輪廓或電子云或原子軌道呈球形，即nS能級只有一個原子軌道，能層序數(shù)n越大(電子能量越高)，原子軌道半徑越大S電子的電子云輪廓圖nS能級原子軌道圖P電子云輪廓圖或P電子云或P能級的原子軌道是啞鈴形的,每個nP能級有3個電子云或有3個原子軌道,它們相互垂直,分別稱為Px,Py,PZ。在同一能層中Px,Py,PZ的能量相同P電子的電子云輪廓圖或nP能級的原子軌道圖spfd(2).各能級所包含的原子軌道數(shù)目各為多少？ns能級各有1個原子軌道；np能級各有3個原子軌道；nd能級各有5個原子軌道；nf能級各有7個原子軌道一個方框表示一個原子軌道能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,3d14916n2——2818322n2(3)各能層、各能級、每個軌道最多容納的電子數(shù)它們間有何關(guān)系？【思考與交流】根據(jù)碳、氮、氧元素基態(tài)原子的電子排布圖回答下列問題CNO(一)1.什么叫電子排布圖？電子排布式(軌道表示圖)用每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子，箭頭方向表示電子的自旋狀態(tài)的式子。如鎂原子的電子排布式、電子排布圖1s22s22p63s2

六.基態(tài)原子的核外電子排布遵循哪些規(guī)則？結(jié)構(gòu)示意圖：能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式：能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。軌道表示式：能反映各軌道的能量的高低及各軌道上的電子分布情況，自旋方向。

2.請寫出氟、硫、鈣的結(jié)構(gòu)示意圖、電子排布式、電子排布圖，并說出這3種不同化學(xué)用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。

核

外

電

子

填

充

順

序

圖能量7654321(二)3、電子在原子軌道上按什么是順序排布才能使整個原子處于能量最低狀態(tài)？4.每個原子軌道最多能容納幾個電子？填充在同一軌道中的電子運動方向有何關(guān)系？5.當(dāng)電子排在同一個能級內(nèi)時有什么規(guī)律？每個原子軌道里最多只能容納2個自旋方向相反(順時針、逆時針)的電子。---泡利原理當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同。---洪特規(guī)則↑↓↑↓↑↑↑（二）、核外電子排布規(guī)則1.最低能量原理──原子核外電子總是盡先占據(jù)能量最低的軌道，只有當(dāng)能量最低的軌道占滿后，電子才依次進入能量逐漸升高的軌道，也就是盡可能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)

2.泡利不相容原理──每個原子軌道最多只能容納兩個電子，且自旋方向必須相反。3.洪特規(guī)則──電子在等價軌道（能量相同的軌道或同一能級的原子軌道）上排布時，總是盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。這種排布，電子的能量最低。1.根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)鉻原子的電子排布式為〔Ar〕3d44s2但實際上鉻的電子排布式是〔Ar〕3d54s1，思考并討論其原因，依據(jù)此原理寫出銅的電子排布式和電子排布圖【思考與交流】24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1Cr29Cu:1s22s22p63s23p63d104s1Cu4.洪特規(guī)則的補充等價軌道（同一能級）的電子排布為全充滿（p6，d10，f14）全空時（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）狀態(tài)時，整個原子處于能量最低狀態(tài)，具有較大的穩(wěn)定性。如24Cr、29Cu2.寫出Fe、Fe2+、Fe3+的電子排布式，并分析Fe2+、Fe3+哪個更穩(wěn)定？鐵原子的電子排布圖↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理1s2s2p3p3d3s4s判斷下列基態(tài)原子的電子排布式或電子排布圖是否正確；如不正確說明它違反了什么原理？Al：1s22s22p63s13p2Cl：1s22s22p63s23p5S：1s22s22p63s33p3K：1s22s22p63s23p63d124Cr：1s22s22p63s23p63d44s2【課堂練習(xí)】1.原子軌道的能量高低比較(1)Ens<Enp<End<Enf(2)E1s<E2s<E3s<E4s(4)同能層同能級的各原子軌道能量相等：2Px＝2Py＝2Pz(1)能量最低原理(2)泡利不相容原理(3)洪特規(guī)則2.原子核外電子排布遵循的原理和規(guī)則3.原子核外電子排布的表達式【歸納內(nèi)化】(3)Ens<E(n-2)f<E(n-1)d<

Enp

解答基態(tài)原子電子排布問題的一般思路：確定原子序數(shù)能量最低原則能級排布泡利不相容原理洪特規(guī)則電子排布圖↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓1.其中最能準(zhǔn)確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是（）ABCDC【應(yīng)用拓展】↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓2.當(dāng)碳原子的核外電子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r，下列說法正確的是（）A.碳原子由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)B.碳原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)C.碳原子要從外界環(huán)境中吸收能量D.碳原子要向外界環(huán)境釋放能量AC

1s2s2p3s3p3d3．下列有關(guān)原子軌道的敘述中不正確的（）A.氫原子的3s軌道能量較3p能級低B.鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布C.p能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層序數(shù)的增加，p能級原子軌道也在增多D.能層n＝4的原子軌道最多可容納16個電子CD4、以下是表示鐵原子的3種不同化學(xué)用語。

結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式電子排布圖（軌道表示式）鐵原子1s22s22p63s23p63d64s2請你通過比較、歸納，分別說出3種不同化學(xué)用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。

結(jié)構(gòu)示意圖：能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式：能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)。電子排布圖：能反映各軌道的能量的高低及各軌道上的電子分布情況，自旋方向。

5、某元素原子序數(shù)為24，試問：(1)該元素電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(2)它有個能層；個能級；占有

個原子軌道。(3)此元素有個未成對電子；它的價電子數(shù)是。647156（4）位于

周期

族。nP能級的原子軌道圖d電子的電子云輪廓圖或nd能級原子軌道呈花瓣形s能級的原子軌道圖d電子的電子云輪廓圖或nd能級的原子軌道圖