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(shí)1.了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)難點(diǎn)】1.通過S電子云、P電子云的輪廓圖，加深對(duì)電子云和原子軌道涵義的理解。2.學(xué)會(huì)運(yùn)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(diǎn)及特殊性質(zhì)。

目標(biāo)導(dǎo)航(一)電子的運(yùn)動(dòng)與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有何不同?宏觀物體運(yùn)動(dòng)特征：可以準(zhǔn)確測(cè)出某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度和所在的位置；可以描畫出其運(yùn)動(dòng)軌跡。核外電子運(yùn)動(dòng)特征：質(zhì)量很??；運(yùn)動(dòng)空間很??；運(yùn)動(dòng)很快，無法預(yù)計(jì)電子在某一刻所在的位置，也無法描繪出運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jī)把不同時(shí)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)不表示電子，只表示電子在這里出現(xiàn)過一次。(2).小黑點(diǎn)的疏密表示概率密度的大小，即小黑點(diǎn)越密，表明電子在此區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)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(jì)起來，好似在原子核周圍籠罩一團(tuán)帶負(fù)電的云霧，所以人們形象地稱作“電子云”，而實(shí)際上并不存在。2.電子云圖中的小黑點(diǎn)的含義是什么？小黑點(diǎn)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(diǎn)？(1)英文字母相同的不同能級(jí)的原子軌道形狀是否完全相同？nS和nP能級(jí)的原子軌道各有什么特點(diǎn)？為了表示電子云輪廓的形狀，對(duì)核外電子的空間狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)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(jí)只有一個(gè)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(jí)原子軌道圖P電子云輪廓圖或P電子云或P能級(jí)的原子軌道是啞鈴形的,每個(gè)nP能級(jí)有3個(gè)電子云或有3個(gè)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(jí)的原子軌道圖spfd(2).各能級(jí)所包含的原子軌道數(shù)目各為多少？ns能級(jí)各有1個(gè)原子軌道；np能級(jí)各有3個(gè)原子軌道；nd能級(jí)各有5個(gè)原子軌道；nf能級(jí)各有7個(gè)原子軌道一個(gè)方框表示一個(gè)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(jí)、每個(gè)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(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)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(jí)和各能級(jí)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(qǐng)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(gè)原子處于能量最低狀態(tài)？4.每個(gè)原子軌道最多能容納幾個(gè)電子？填充在同一軌道中的電子運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系？5.當(dāng)電子排在同一個(gè)能級(jí)內(nèi)時(shí)有什么規(guī)律？每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)自旋方向相反(順時(shí)針、逆時(shí)針)的電子。---泡利原理當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)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(jìn)入能量逐漸升高的軌道，也就是盡可能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)

2.泡利不相容原理──每個(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)電子，且自旋方向必須相反。3.洪特規(guī)則──電子在等價(jià)軌道（能量相同的軌道或同一能級(jí)的原子軌道）上排布時(shí)，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(shí)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(bǔ)充等價(jià)軌道（同一能級(jí)）的電子排布為全充滿（p6，d10，f14）全空時(shí)（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）狀態(tài)時(shí)，整個(gè)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(gè)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(jí)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(dá)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(jí)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(yùn)動(dòng)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(shí)，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(jí)低B.鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布C.p能級(jí)的原子軌道呈紡錘形，隨著能層序數(shù)的增加，p能級(jí)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(gè)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(qǐng)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(jí)和各能級(jí)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(gè)能層；個(gè)能級(jí)；占有

個(gè)原子軌道。(3)此元素有個(gè)未成對(duì)電子；它的價(jià)電子數(shù)是。647156（4）位于

周期

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