高中化学1.1.2构造原理能量最低原理课件新人教选修3
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人教版化学选三物质结构与性质同步配套课件：1.1.2能量最低 原理 泡利原理 洪特规则
第二课时
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
-1-
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典例透析
1.了解原子核外电子的运动状态。 2.能说出原子核外电子排布遵循的原理和规则,能记住原子的基 态、激发态与光谱之间的关系。 3.了解电子云轮廓图、电子云形状和原子轨道的含义,能用电子 排布图表示基态原子的核外电子排布。
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一
二
三
电子云轮廓图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少? 提示：不是。电子云轮廓图中的一个小黑点并不代表一个电子, 而是表示电子在此位置出现过一次,小黑点密度的大小,表示在一 定时间内电子出现的概率的大小。
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一
二
三
3.电子云的形状 s电子云呈球形
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一
二
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二、电子云与原子轨道 1.电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 概率密度分布的形象化描述。小黑点越密,表示概率密度越大。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称 为电子云。 2.电子云轮廓图 为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间状态有一个形象 化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出 来,即为电子云轮廓图。
p电子云呈哑铃形
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一
二
三
4.原子轨道 (1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目:
能级符号 轨道数目 ns 1 np 3 nd 5 nf 7
能量最低原理
泡利原理
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1.了解原子核外电子的运动状态。 2.能说出原子核外电子排布遵循的原理和规则,能记住原子的基 态、激发态与光谱之间的关系。 3.了解电子云轮廓图、电子云形状和原子轨道的含义,能用电子 排布图表示基态原子的核外电子排布。
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电子云轮廓图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少? 提示：不是。电子云轮廓图中的一个小黑点并不代表一个电子, 而是表示电子在此位置出现过一次,小黑点密度的大小,表示在一 定时间内电子出现的概率的大小。
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二、电子云与原子轨道 1.电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 概率密度分布的形象化描述。小黑点越密,表示概率密度越大。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称 为电子云。 2.电子云轮廓图 为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间状态有一个形象 化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出 来,即为电子云轮廓图。
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二
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4.原子轨道 (1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目:
能级符号 轨道数目 ns 1 np 3 nd 5 nf 7
高中化学能量最低原理泡利原理洪特规则新人教版选修PPT课件
(2)黑点疏密的程度代表电子在核外空间区域内出现的机会 的多少。点稀疏的地方表示电子在那里出现的概率小，点密集 的地方表示电子在那里出现的概率大。
(3)离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。 5．原子轨道 (1)定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原 子轨道。 (2)数目：ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，nd 能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道。 (3)形状：s能级的原子轨道是球形的，p能级的原子轨道是 哑铃状的。
●典例透析
下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是 ()
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称 电子云
B．s 能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在 球壳内运动
C．p 能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p 能级 原子轨道也在增多
D．与 s 电子原子轨道相同，p 电子原子轨道的平均半径随 能层的增大而增大
新思维•名师ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ堂
原子光谱 电子层与原子轨道 ●教材点拨
1．基态原子与激发态原子
2．原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以 用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原 子光谱。 3．光谱分析 在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的 分析方法。 4．电子云 电子云是对核外电子运动特征的形象描述。 (1)在电子云图中每个小黑点不代表一个电子，也不代表电 子在此出现过。
●自主探究
1．用什么好办法来书写原子的电子排布式？ 提示：一般先写出原子结构示意图，再根据原子结构示意 图写出核外电子排布式，如：
2．为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示：能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量越 低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量状态的 趋势。 3．根据构造原理和原子核外电子排布原则分析，为什么 原子核外电子的最外层不超过8个；次外层不超过18个？ 提示：由构造原理可知，由于能级交错现象，在电子填充 过程中，最外层最多填满s能级和p能级。而s能级有1个原子轨 道，p能级有3个原子轨道，根据泡利原理知4个原子轨道最多 容纳8个电子，故原子最外层最多不超过8个电子。同理可分析 次外层不超过18个电子。而K层为最外层时，最多2个电子。
【红对勾】2014-2015学年高中化学人教版选修三配套课件：1-1-2构造原理 能量最低原理
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第一章 第一节 第二课时
系列丛书
原子的最外层电子数为什么不超过8个？次外层电 子数为什么不超过18个？ 【点拨】 由于能级交错的原因，End>E(n＋1)s。当ns和np充满
时(共4个轨道，最多容纳8个电子)，多余电子不是填入nd，而是 首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可 能超过8个。
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第一章 第一节 排布式 为了方便，常把内层已达稀有气体电子层结构的部分用稀有 气体符号加括号表示。
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第一章 第一节 第二课时
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二、能量最低原理 1．能量最低原理 原子的电子排布遵循________能使整个原子的能量处于最低 状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量________的能级 里，然后排布在能量________的能级里。
【答案】
B
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第一章 第一节 第二课时
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比较下列能级的能量大小关系(填“>”“＝”或“<”)： (1)2s________4s；(2)3p________3d； (2)3d________4s；(4)4d________5d； (5)2p________3s；(6)4d________5f.
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第一章 第一节 第二课时
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3．光谱 (1)光谱 “光谱”一词最早是由伟大的物理学家牛顿提出的。不同元 素的原子发生跃迁时会________或________出不同的光，可以用 光谱仪摄取各种元素的电子的________光谱或________光谱，这 些光谱统称为原子光谱。
人教版高中化学选修三课件：第一章 第一节 第二课时 能量最低原理 电子云与原子轨道(26张PPT)
现象的主要原因是
()
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成能发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 解析：在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁
到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，
低能量的能级没填满就填高能量的能级的原子处于激发
态。A项，1s12s1为激发态；B项1s22s12p1为激发态；D项
1s12s12p63p1为激发态；只有C项处于基态。 答案：C
2.生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是( )
A.钢铁长期使用后生锈
B．节日里燃放的焰火
C.金属导线可以导电
D．卫生丸久置后消失
2．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄
取
()
A．电子的运动轨迹图像 B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像 D．原子的发射光谱 解析：能量E(3d)＜E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p
能级时，要吸收能量，形成吸收光谱。
答案：B
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
(4)Ni2＋的3d能层电子排布图为____________________。
[三级训练·节节过关]
1.以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是
()
高中化学 第一章 1.2能量最低原理、基态与激发态、光谱 电子云与原子轨道讲义+精练(含解析)新人教版选修3
第2课时能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道课程目标核心素养建构1.了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
2.了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道，掌握泡利原理和洪特规则。
核外电子⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧运动状态⎩⎪⎨⎪⎧基态激发态光谱电子云原子轨道排布规则⎩⎪⎨⎪⎧泡利原理洪特规则洪特规则特例[知识梳理]一、基态与激发态、光谱1.能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子（1）基态原子：处于最低能量的原子。
（2）激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。
（3）基态、激发态相互转化的能量变化3.光谱与光谱分析（1）光谱形成原因不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。
（2）光谱分类（3）光谱分析在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
【自主思考】在国庆节、元旦、春节，我们经常放焰火来庆祝，请你思考这与原子结构有什么关系呢？答案这与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
二、电子云与原子轨道1.电子云用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布图，被形象地称为电子云。
2.电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述，把电子在原子核外空间出现概率P＝90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。
3.原子轨道（1）定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
（2）形状①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
（3）各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目 1 3 5 74.泡利原理和洪特规则（1）泡利原理：一个原子轨道最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
电子自旋有顺时针和逆时针两种状态。
人教版高中化学选修3《构造原理与电子排布式 能量 最低原理、基态与激发态、光谱》 课件 (共23页)
E2s E4s
(3)E4s
E3d E2p
1 从哪个能级开始出现能级交错? 3d能级与4s能级。 2 所有原子和核外电子排布都遵循构造原理吗? 不是,构造原理是根据光谱事实总结的一般规律,适用于 绝大多数原子。
3 根据构造原理中的排布顺序,不同能层不同能级的排布遵 循什么规律? 构造原理中的排布顺序,其实质是各能级的能量高低顺序, 有如下关系:ns<(n-2)f<(n-1)d<np(n表示能层序数)。 4 为什么原子最外层、次外层最多容纳的电子数分别为8、18? 最外层由ns、np组成,电子数不大于2+6=8;次外层由(n-
2 电子排布式中,能级符号右上角的数字是④__________ 该能级上 排布的电子数 1s22s22p63s1 。 _________________,Na 的电子排布式为⑤____________ 左 边,不 在书写电子排布式时,能层较低的能级要写在⑥___ 能按填充顺序书写。例如,原子序数为21的钪Sc的电子排 布式中最后两个能级表示为⑦_________ 3d14s2 。
3 电子排布式的书写顺序与构造原理中电子进入能级的 顺序是否一致?如果不一致,电子排布式按何种顺序书写? 不一定一致。电子排布式的书写顺序为能层由小到大,同 一能层上的能级按s、p、d、f ……的顺序排列,其顺序
是电子离核的远近顺序;构造原理中电子进入能级的顺序 为先填入能量最低的能级,再填入能量较高的能级,电子 排布式是按能级能量的顺序书写的。
4
根据构造原理和能量最低原理,可以写出氢原子的电子
排布式:1s1。那么,氢原子是否有其他能级?如果有,氢原 子的电子排布式能否出现2s1的情况?如果没有,请说明原 因。
从基态与激发态的概念分析,因任何原子核外电子都有基
高二人教版化学选修3课件1-1-2能量最低原理、基态与激发态、光谱
4．s电子的原子轨道都是________形的，能层序数越大， 原子轨道的半径________。p电子的原子轨道是纺锤形的， 每个p能级有 ________个轨道，它们互相 ________，分别以 ________为符号。p电子原子轨道的平均半径也随能层序数 增大而________。 5． ns能级有 ________轨道， np能级有 ________个原子
●案例精析 【例1】 下列说法中正确的是( )
A．处于最低能量的原子叫做基态原子
B．基态镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s13p1
C．焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能 量以光能的形式释放出来 D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲 物质的吸收光谱
[解析]
基态镁原子的核外电子排布式应为：
1．用什么好办法来书写原子的电子排布式？ 提示：一般先写出原子结构示意图，再根据原子结构 示意图写出核外电子排布式，如：
2．为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示：能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量 越低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量 状态的趋势。
1.能量最低原理
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1．原子的电子排布遵循 ________，能使整个原子的能
量处于最低状态，简称________原理。
2 ． 处 于 最 低 能 量 的 原 子 叫 做 ________ 原 子 。 当 ________ 原子的电子 ________ 能量后，电子会跃迁到较高
1s22s22p63s2，故B项不正确；焰色反应是金属原子从激发态 跃迁到基态时以光能形式释放能量，C项不对；甲物质发出 的白光通过低温的乙物质蒸气可得到应是乙物质的吸收光 谱，所以D项错误。 [答案] A
人教版高中化学选修3课件第一节能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道
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@《创新设计》
【自主思考】 1.为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示 能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量越低，物质越稳定，物质 都有从高能量状态转化到低能量状态的趋势。
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二、电子云与原子轨道 1.电子云
用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概__率__密__度__分__布__图____，被形象地称为 电子云。 2.电子云轮廓图 为了表示_电__子__云__轮__廓___的形状，对核外电子的_空__间__状__态__有一个形象化的简便描 述，把电子在原子核外空间出现概率P＝_9_0_%_的空间圈出来，即为电子云轮廓图。
@《创新设计》
【点拨提升】 宏观物体的运动与微观电子的运动对比 1.宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及
运行的速度，描绘出其运动轨迹。 2.由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与
速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小黑点 密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 (2)电子云图中的小黑点并不代表电子，小黑点的数目也不代表电子真实出现的 次数。
在激动人心的巨响和脆响中，整个城市的上空都被焰火照亮了，染红了。一团 团盛大的烟花象一柄柄巨大的伞花在夜空开放；像一簇簇耀眼的灯盏在夜空中 亮着；像一丛丛花朵盛开并飘散着金色的粉沫。焰火在夜空中一串一串地盛开， 最后像无数拖着长长尾巴的流星，依依不舍地从夜空滑过。
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KEQIAN YUXI DAOXUE
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KETANG HEZUO TANJIU
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4.原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳的电子数为什么 分别是 8、18、32 个? 答案: 最外层由 ns、np 组成, 电子数不大于 2+6=8; 次外层由 ( n-1) s( n-1) p( n-1) d 组成, 电子数不大于 2+6+10=18; 倒数第三层由 ( n-2) s( n-2) p( n-2) d( n-2) f 组成, 电子数不大于 2+6+10+14=32。
不是 3d 能级, 所以它的原子结构示意图为
。
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思考与交流 通过分析构造原理, 回答下列问题: 1.相同能层的不同能级的能量高低有什么规律? 答案: ns<np<nd<nf。 2.英文字母相同的不同能级的能量高低有什么规律? 答案: 1s<2s<3s<4s…, 2p<3p<4p…, 3d<4d<…, 4f<5f<…。 3.不同能层不同能级( s、p、d、f) 的排布遵循什么规律? 答案: ns→( n-2) f→( n-1) d→np→( n+1) s。
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即电子所排的能级顺序: 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、 4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s…… 2.电子排布式 将能级上排布的电子数标在该能级符号右上角, 并按照能层从 左到右的顺序排列的式子, 称电子排布式, 如 H 的电子排布式为:
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3.光谱 原子光谱: 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光, 可以用光谱仪摄取各种元素的电子吸收光谱或发射光谱, 总称原子 光谱。 光谱分析: 现代化学中, 常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元 素, 称为光谱分析。
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迁移与应用 例 1 构造原理揭示的电子排布能级顺序, 实质上是各能 级能量高低的排列顺序。若以 E( nl) 表示某能级的能量, 以下各式中 正确的是( )
A.E( 5s) > E( 4f) >E( 4s) >E( 3d)
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解析: 根据构造原理, 各能级能量高低的排列顺序为 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s……能量由低到高, A 项和 D 项正确顺序为 E( 4f) > E( 5s) >E( 3d) >E( 4s) ; 对于不同能层的相同能级, 能层序数越大, 能量越高。 答案: B 温馨提示: 原子在填充电子时是由低能级向高能级填充, 在 3d 和 4s 等能级中出现能级交错现象, 先填充 4s 后填充 3d。但失去电 子时, 却是先失去 4s 电子, 后失去 3d 电子。
预习交流 2
在国庆节、元旦、春节, 我们经常放焰火来庆祝, 请你思考焰火 与原子结构有什么关系呢? 答案: 这与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
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答案: 由于出现能级交错现象, K 原子排满第一层和第二层后, 在 排第三层时, 先排满 3s 能级、3p 能级, 最后一个电子进入 4s 能级而
B.E( 3d) >E( 4s) >E( 3p) >E( 3s) C.E( 4s) <E( 3s) < E( 2s) <E( 1s) D.E( 5s) >E( 4s) >E( 4f) >E( 3d)
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一、构造原理与电子排布式 1.构造原理 随着原子核电荷数的递增, 绝大多数元素的原子核外电子的排 布将遵循下图的排布顺序, 人们把它称为构造原理。
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KETANG HEZUO TANJIU、基态与激发态、光谱 1.原子的电子排布遵循构造原理, 使整个原子的能量处于最低 状态, 简称能量最低原理。 2.基态与激发态 ( 1) 基态原子: 处于最低能量的原子叫作基态原子。 ( 2) 激发态原子: 基态原子的电子吸收能量后, 电子会跃迁到能量 较高的能级, 变为激发态原子。 基态原子 激发态原子
如 Mg 的电子排布式: 1s22s22p63s2。
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预习交流 1
小明同学认为: “能层越高, 能级的能量越高。”你同意他的观点 吗?为什么? 答案: 不同意。根据构造原理图, 从中不难看出, 不同能层的能级 有交错现象, 如 E( 3d) >E( 4s) 、E( 4d) >E( 5s) 、E( 4f) >E( 5p) 、E( 4f) >E( 6s) 等, 所以小明同学的观点不合理。
第 2 课时 构造原理 能量最低原理
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1.了解原子结构的构造原理,能用构造原理认识原子的核外电子排布。 2.能用电子排布式表示常见元素(1~36 号)原子核外电子的排布。 3.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。 4.知道原子的基态和激发态的含义。 5.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简单应用。 1.能根据构造原理写出 1 至 36 号元素原子的电子排布式。 2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。 3.掌握基态、激发态与光谱、吸收或发射光谱等基本概念。