原子核外電子的運(yùn)動(dòng)

專題2：原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一單元：原子核外電子的運(yùn)動(dòng)桐鄉(xiāng)高級(jí)中學(xué)張錦松開天辟地──原子的誕生1.現(xiàn)代大爆炸宇宙學(xué)理論宇宙大爆炸大量氫少量氦極少量鋰其他元素原子核的熔合反應(yīng)約2h后誕生于2.氫是宇宙中最豐富的元素，是所有元素之母。3.所有恒星仍在合成元素，但這些元素都是已知的。4.地球上的元素絕大多數(shù)是金屬，非金屬（包括稀有氣體）僅22種。原子的發(fā)現(xiàn)史1.古希臘原子論2.道爾頓原子模型(1803年)3.湯姆生原子模型(1904年)4.盧瑟福原子模型(1911年)5.玻爾原子模型(1913年)6.電子云模型(1926年)回憶：一、人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)盧瑟福（原子之父）原子模型(1911年)原子中心有一個(gè)帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。(“行星系式”原子模型)(核式模型)玻爾原子模型(1913年)電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運(yùn)動(dòng)。(電子分層排布模型)玻爾的電子分層排布模型1、原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道一運(yùn)動(dòng)，這些稱為原子軌道（能級(jí)或電子亞層）。2、不同的原子軌道具有不同的能量。原子軌道的能量變化是不連續(xù)的。3、原子核外電子可以有能量不同的軌道上發(fā)生躍遷?；仡?電子在原子核外空間是怎樣排布的？(1)核外電子總是盡量先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子。(3)原于最外層電子數(shù)目不能超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過2個(gè)電子)。(4)次外層電子數(shù)目不能超過18個(gè)(K層為次外層時(shí)不能超過2個(gè))，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過32個(gè)。

1、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征：①質(zhì)量極小（約為質(zhì)子或中子的1/1836）②運(yùn)動(dòng)空間極?。ㄟ\(yùn)動(dòng)范圍的直徑數(shù)量級(jí)為10－10m）③極高速運(yùn)動(dòng)（接近光速）④無法同時(shí)測(cè)定其速度和位置〖?xì)w納〗五彩繽紛的焰火

能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜1.能量最低原理:原子的電子排布遵循構(gòu)造原理使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)2.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子處于最低能量的原子叫基態(tài)原子;當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)成為激發(fā)態(tài)原子。3.基態(tài)、激發(fā)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子電子吸收能量（）電子釋放能量（）E4.光譜與光譜分析:（1）光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜總稱原子光譜（2）光譜分析：利用原子光譜的特征譜線來鑒定元素用光譜儀測(cè)定氫氣放電管發(fā)射的氫的發(fā)射光譜原子核外電子運(yùn)動(dòng)的描述方法由于以上特征，電子運(yùn)動(dòng)不能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來描述，只能用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來描述。我們不可能像描述宏觀運(yùn)動(dòng)物體那樣，確定一定狀態(tài)的核外電子在某個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間如何，而只能確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率。該統(tǒng)計(jì)圖示即電子云——好像帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。電子云注意：A.小黑點(diǎn)的含義B.小黑點(diǎn)疏密的含義C.H原子電子云的形狀（1）像一團(tuán)帶負(fù)電荷的云霧（2）小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大?。?）核外電子能量底的離核近，能量高的離核遠(yuǎn)。二、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征1.各電子層所包含的原子軌道類型及各電子層、原子軌道最多容納的電子數(shù)電子層(n)一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ原子軌道(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f······最多容納的電子數(shù)2262610261014······2818322n2電子層（能層）與原子軌道（能級(jí)）原子軌道量子力學(xué)研究表明，處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動(dòng)。軌道的類型不同，軌道的形狀也不同用s、p、d、f分別表示不同形狀的軌道

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原子軌道類型spdf…原子軌道形狀球形紡錘形花瓣形………s軌道的形狀——球形p軌道的形狀——紡錘形（啞鈴形）d軌道的形狀——花瓣形原子軌充道的特隆點(diǎn)①s原衫子軌道植是球形的，晶p原子魄軌道是紡錘形的；②S軌度道是球繪形對(duì)稱艷的，所塵以只有1個(gè)軌道；③p軌道隸在空間上蘋有x、y嫩、z三個(gè)桶伸展方向改，所以p禽軌道包括px、py、pz3個(gè)軌道丘；④d軌道糠有5個(gè)伸展方改向（5個(gè)軌道）f軌道燦有7個(gè)伸展方鏈向（7個(gè)軌道排）；⑴每一君電子層金數(shù)（n義）⑵各原子堆軌道的取爛值ns→途n≥1疫；np→表n≥2下；nd→n觸≥3；nf→n著≥4；···巨···(3)每仆一電子層諷最多可容渴納2n2個(gè)電子⑷以s譜、p、泉d、f嫂··包··排魔序的各妖原子軌喝道可容催納的最中多電子預(yù)數(shù)依次對(duì)為1、私3、5樹、7、慕···喘···貴的二倍厲。2.各電宣子層、原跡子軌道中暖電子能量匠的高低⑴同一悟電子層停中不同畢的原子虎軌道：⑵形狀相賣同的不法同原子嗎軌道（靈能級(jí)）末的能量票高低順痕序：1敢s<2盈s<3梯s<4讀s；2壺p<3荒p<4摩p;蛙3d<吩4dE(ns黎)＜E(認(rèn)np)＜駱E(nd漠)＜E(攻nf)＜巧····康··（3）申電子層風(fēng)和形狀專相同的殺原子軌侍道的能榴量相等夢(mèng)，如2割px，街2py匙，2p音z軌道躲的能量功相等1、4任d軌道拼中最多嚇容納電井子數(shù)為水（）A．2暢B．1亦0剩C．1予4隔D．1遠(yuǎn)8〖練習(xí)〗2、下列玻軌道含有常軌道數(shù)目撕為3的是揀（）A．1激s鍋B．耳2p諷C．3龍p概D．4兩d3、第響三電子汽層含有衰的軌道顫數(shù)為（子）A．3兩B．跪5非C．7撈D戒．9BBCD4、下礙列關(guān)于逼電子層獲與原子適軌道類燈型的說陣法中不戚正確的忙是(巾)A．原子宿核外電子雪的每一個(gè)歐電子層最挎多可容納敢的電子數(shù)輔為2n2B．任一蜓電子層的兩原子軌道霉總是從s燈軌道開始莊，而且原溝子軌道類幟型數(shù)目等綁于該電子知層序數(shù)C．同是句s軌道，真在不同的捆能層中所渠能容納的艇最多電子廣數(shù)是不相貓同的D．1喚個(gè)原子破軌道里枝最多只疲能容納紫2個(gè)電凡子C3、電釀子的自縣旋電子的文自旋方殿式有兩昨種：順催時(shí)自旋傲和逆時(shí)治自旋。顯分別用令↑和↓敗表示。電子自旋波狀態(tài)自旋平行忙：↑↑帝自旋相反礙：↑↓注：每個(gè)最原子軌道樸最多只能本排布兩個(gè)勿自旋相反弄的電子。三、原子全核外電子供的排布1.能未量最低押原理原子核外紙電子盡先寧占有能量敵最低的軌僚道，然后釘依次進(jìn)入炊能量較高質(zhì)的軌道，細(xì)這樣使整饞個(gè)體系能泉量最低。精（原子答軌道的能街量關(guān)系如捎下：）1s<妖2s<比2p<姻3s<澤3p<讀4s<貫3d<稠4p<昨5s<餐4d<艦5p<勤6s<蛾4f<許5d<浸6p<那7s<爽5f<日6d<孔7p…電子排點(diǎn)布要遵歡循的原竊理2.泡項(xiàng)利不相惱容原理每個(gè)原子盾軌道上最恨多只能容跪納兩個(gè)自揮旋狀態(tài)不告同的電子惱。3.洪特鼠規(guī)則在能量母相同的蕉軌道上檢的電子投，將盡終先分占盈不同軌尾道而且伍自旋狀叨態(tài)相同橡。2.電煌子排布饅式Na：吃1s22s22p63s1電子層身數(shù)該能級(jí)上候排布的電梯子數(shù)原子軌串道符號(hào)KLMFe：借1s22s22p63s23p63d64s2KLMN按能層濱次序書炊寫并填釘充入電多子。注意：并不是唉所有基聽?wèi)B(tài)原子便的核外南電子都買符合簡(jiǎn)恐單的原埋理。結(jié)果24Cr：1壁s22s22p63s23p63d54s129Cu：亦1s22s22p63s23p63d104s124Cr、29Cu、47Ag、79Au的核恰外電子排漿布式，并鋤比較外圍討電子層排梁布的異同月。洪特規(guī)玻則特例觸：當(dāng)原子核舌外電子在休能量相等山的軌道上叉排布時(shí)，筒軌 道上疏全空（p0、d0、f0）、半臂滿（p3、d5、f7）、全滿筆（p6、d10、f14）結(jié)構(gòu)針時(shí)能量較續(xù)低3.簡(jiǎn)評(píng)化電子好排布式如：Na：圣1s22s22p63s1[Ne]則3s1對(duì)于電礦子排布醒式書寫絲式較為復(fù)探雜，我稠們把內(nèi)懷層已經(jīng)銹達(dá)到稀買有氣體施結(jié)構(gòu)的害部分用勤稀有氣羞體加中曾括號(hào)方執(zhí)法代替巾。簡(jiǎn)化為原子實(shí)寫出氧啊、硅、壤鐵的簡(jiǎn)崖化電子管排布式O：1s22s22p4[He]2s22p4簡(jiǎn)化為Si：1s22s22p63s23p2簡(jiǎn)化為[Ne]3s23p2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2簡(jiǎn)化為[Ar]3d64s2練一練例題解守析例1若且某基態(tài)原科子的外圍朱電子排布藏為3d14s2，則下抖列說法棍正確的系是（勁）A．該肅元素基叔態(tài)原子垃中共有錢3個(gè)電隨子B．該元角素原子核牧外有4個(gè)唱電子層C．該籮元素原槽子最外顏層共有絨3個(gè)電卷子D．該弓元素原撇子M能急層共有嫌8個(gè)電桌子B例2下囑列有關(guān)認(rèn)潛識(shí)正確的短是（宰）A．各能息級(jí)的原子始軌道數(shù)按巷s、p、d、f準(zhǔn)的順序匪分別為供1、3沙、5、帆7B．各掌能層的快能級(jí)都辦是從s燙能級(jí)開佛始至f能級(jí)肥結(jié)束C．各能琴層含有的隊(duì)能級(jí)數(shù)為n—1D．各蠢能層含震有的電塑子數(shù)為趴2n2A例3視下列經(jīng)粒子中揉，電子廁排布式燒為1s22s22p63s23p6的有（秘）A．S密c3+B．M蓄g2+C．C北l-D．Br-例4下列化學(xué)用語，不能表示氯離子的是（）A．Cl-D．1s22s22p63s23p6B．C．BCAC例5字下列電子延排布原子溉軌道順序至，實(shí)質(zhì)是農(nóng)各能級(jí)能癢量高低。岸若以E(nl)表示碎某能級(jí)饅的能量蟻，以下鐵各式中野正確的庫是（姻）A．E(4s)林＞E(3s左)＞E(2s筍)＞E(1s)B．E(3d焦)＞E(4s贊)＞E(3p托)＞E(3s)C．E(5s泡)＞E(4f寶)＞E(4s)委＞E(3d變)D．E(5s唇)＞E(4s循)＞E(4f模)＞E(3d)AB4、軌提道表示理式軌道表單示式的詞書寫格芹式①元素誕符號(hào)；頑②軌道下框（一單個(gè)軌道計(jì)一個(gè)框捉，能量童相同的親軌道連留在一起洞）；③昨電子自騾旋狀態(tài)中（用“捉↑”、梨“↓”妖表示）士；④軌蜻道符號(hào)激（軌道辯框下面襪）如Na：↑↑↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓當(dāng)碳原子平的核外電拾子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)，下列說法編正確的是席（券）A.碳原搬子由基態(tài)春變?yōu)榧ぐl(fā)薪態(tài)B.碳愉原子由弦激發(fā)態(tài)惡變?yōu)榛鶆儜B(tài)C.訪碳原子感要從外弊界環(huán)境夢(mèng)中吸收幻玉能量D.碳原蠢子要向外及界環(huán)境釋領(lǐng)放能量AC練一練1．原子實(shí)言：原子核外豈內(nèi)層電子坊已達(dá)到稀猴有氣體結(jié)某構(gòu)的部分2．外圍電子庭排布式：原子電子沃排布式中左省去原子孟實(shí)的剩余臉部分3．價(jià)電子：主族元素涌的外圍電鑒子排布式旁，也就是避主族元素逼的最外層虛電子4．基態(tài)：最低能莖量狀態(tài)據(jù)。如處縫于最低譜能量狀旨態(tài)的原儉子稱為和基態(tài)原玩子。幾個(gè)名庫詞：習(xí)題精攔練1．下列各咬原子或態(tài)離子的構(gòu)電子排扁布式錯(cuò)鳥誤的是魯（絡(luò)）A．Al有1s22s22p63s23p1B．O2-1s22s22p6C．Na+1s22s22p6D．Si晶1恥s22s22p22．按席能量由劫低到高膽的順序姓排列，剛正確的津一組是眼（哄）念A(yù)．1慶s、2塘p、3歇d、4繩s緒B．1方s、2料s、3孫s、2佳p應(yīng)C．2念s、2螺p、3絡(luò)s、3必p管D．4互p、3巾d、4欣s、3拆pC3．若n=3，以玩下能級(jí)符如號(hào)錯(cuò)誤的圈是(眾)A．np牛B．nf可C．nd賭D．nsB3.寫出乞下列元素議基態(tài)原子正的電子排架布式：(5)B患r;⑷Ca；(3)判Si;(2)竭P;⑴N；1s22s22p31s22s22p63s23p31s22s22p63s23p21s22s22p63s23p64s21s22s22p63s23p63d104s24p54.寫出吸下列元素稍原子的簡(jiǎn)珠化電子排哄布式：Na：；P：；Cu：；Rb：；Be：；Mn：。[Ne商]3s1[Ne]煌3s23p3[Kr造]4s1[Ar眾]3佛d104s1[He]獎(jiǎng)2s2[Ar葛]3亞d54s2或[Ne火]3s23p63d54s