核外电子运动状态PPT课件
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优选原子核外电子的运动状态演示ppt
采用统计的方法来描述电子在原子核外 空间某一区域出现的机会。
电子在原子核外空间出现的机会是有规 律的。
第5页，共22页。
3、电子云：
第6页，共22页。
好像带 负电荷 的云雾 笼罩在 原子核 周围形象
的称为电 子云
电子云演示
第7页，共22页。
（1）电子云的概念：
电子在原子核外空间一定范围内出现，好像带 负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的
第22页，共22页。
2、用“＞”“＜”或“＝”表示下列各组多电子原子 的原子轨道能量的高低
⑴3s ＜ 3p
⑵2px ＝2py
⑶3s ＜ 3d
⑷4s ＞3p
3、比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低
⑴2s 2p 4s
2s＜2p＜4s
⑵3s 3p 4p
3s＜3p＜4p
第20页，共22页。
基态原子的核外电子排布 (基态原子是处于能量最低状态下的原子)
①s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道；
②p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所 以p轨道包括px、py、pz 3个轨道； ③d轨道有5个伸展方向（5个轨道）
f轨道有7个伸展方向（7个轨道） ；
第12页，共22页。
• n,l,m 表明了:
• (1)轨道能量高低(电子层的数目, 电
子距离核的远近); (2)轨道的形状; (3)轨道在空间分布的方向
称为电子云。
（2）小黑点的含义：
并非表示电子,而是表示电子在此空间出现过
（3）小黑点疏密的含义: 电子出现的机会
• 离核近，小黑点密，电子云密度大，电 子出现的机会多；
• 离核远，小黑点疏，电子云密度小，电子出 现的机会少。
第8页，共22页。
电子在原子核外空间出现的机会是有规 律的。
第5页，共22页。
3、电子云：
第6页，共22页。
好像带 负电荷 的云雾 笼罩在 原子核 周围形象
的称为电 子云
电子云演示
第7页，共22页。
（1）电子云的概念：
电子在原子核外空间一定范围内出现，好像带 负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的
第22页，共22页。
2、用“＞”“＜”或“＝”表示下列各组多电子原子 的原子轨道能量的高低
⑴3s ＜ 3p
⑵2px ＝2py
⑶3s ＜ 3d
⑷4s ＞3p
3、比较下列多电子原子的原子轨道能量的高低
⑴2s 2p 4s
2s＜2p＜4s
⑵3s 3p 4p
3s＜3p＜4p
第20页，共22页。
基态原子的核外电子排布 (基态原子是处于能量最低状态下的原子)
①s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道；
②p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所 以p轨道包括px、py、pz 3个轨道； ③d轨道有5个伸展方向（5个轨道）
f轨道有7个伸展方向（7个轨道） ；
第12页，共22页。
• n,l,m 表明了:
• (1)轨道能量高低(电子层的数目, 电
子距离核的远近); (2)轨道的形状; (3)轨道在空间分布的方向
称为电子云。
（2）小黑点的含义：
并非表示电子,而是表示电子在此空间出现过
（3）小黑点疏密的含义: 电子出现的机会
• 离核近，小黑点密，电子云密度大，电 子出现的机会多；
• 离核远，小黑点疏，电子云密度小，电子出 现的机会少。
第8页，共22页。
1.1.3《量子力学对原子核外电子运动状态的描述》课件(物质结构与性质选修4)
第 一 节 原 子 结 构 模 型 （3）
联想与质疑
问题1）①为什么在通常条件下，钠原子中的处于 n=4能层的电子跃迁到n=3能层的状态时，在高分辨 光谱仪上看到的不是一条谱线，而是多条谱线？
②在高分辨光谱仪中，氢原子的电子从n=2跃迁到 n=1层时，得到两条靠得很近的谱线？
n=4
n=2
n=3
d 轨道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) m 五种取值, 空间五种取向, 五条等价(简并) d 轨道.
f 轨道 ( l = 3, m = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) m 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) f 轨道.
ψn,l,m 表明了:
能级 每层原子 轨道数 n2
1s (1) 1 2s (1) 4 2p (3) 3s (1) 9 3p (3) 3d (5)
16
每层容纳 电子数 2n2
2 8
8
32
思考：电子在一定的区域如何运动 呢，能观察到吗？
电子云
四个量子数描述核外电子运动的可能状态
例：
n = 1 l = 0， m = 0 n = 2 l = 0， m = 0
l = 1， m = 0 , 1 n = 3 l = 0， m = 0
l = 1， m = 0 , 1 l = 2， m = 0 , 1， 2 n=4 ?
ms
1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2
类型
的数目
0
0
S
1个
1
0, ±1 p 3个
2 0, ±1,±2 d 5个
3 0, ±1,±2,±3 f 7个
联想与质疑
问题1）①为什么在通常条件下，钠原子中的处于 n=4能层的电子跃迁到n=3能层的状态时，在高分辨 光谱仪上看到的不是一条谱线，而是多条谱线？
②在高分辨光谱仪中，氢原子的电子从n=2跃迁到 n=1层时，得到两条靠得很近的谱线？
n=4
n=2
n=3
d 轨道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) m 五种取值, 空间五种取向, 五条等价(简并) d 轨道.
f 轨道 ( l = 3, m = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) m 七种取值, 空间七种取向, 七条等价(简并) f 轨道.
ψn,l,m 表明了:
能级 每层原子 轨道数 n2
1s (1) 1 2s (1) 4 2p (3) 3s (1) 9 3p (3) 3d (5)
16
每层容纳 电子数 2n2
2 8
8
32
思考：电子在一定的区域如何运动 呢，能观察到吗？
电子云
四个量子数描述核外电子运动的可能状态
例：
n = 1 l = 0， m = 0 n = 2 l = 0， m = 0
l = 1， m = 0 , 1 n = 3 l = 0， m = 0
l = 1， m = 0 , 1 l = 2， m = 0 , 1， 2 n=4 ?
ms
1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2
类型
的数目
0
0
S
1个
1
0, ±1 p 3个
2 0, ±1,±2 d 5个
3 0, ±1,±2,±3 f 7个
核外电子运动状态[精品ppt课件]
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l值
能级符 号
0
1s
0 1
2s 2p
0 1 2
3s 3p 3d
0 1 2 3
4s 4p 4d 4f
0 1 2 3 4
5s 5p 5d 5f 5g
l=0
l=1
l=2
l=3
有志者事竟成
思考1：当n=3时，有哪些电子亚层？ 当n=3时，l=0，1 ，2
有3s、3p，3d三个电子亚层
思考2：若n=4，有哪些电子亚层？ 当n=4时，l=0，1 ， 2 , 3 有4s、4p，4d, 4f四个电子亚层
量子数l:0、 1、2、 3、
……
n-1或s、p、d、f
磁量子数m:0 ±1、 ±2 …… ±l 自旋量子数Si: +1/2和-1/2,
电子自旋运动
有志者事竟成
为什么第二电子层中，最多只能容纳8个电子？ 答：因为第二层，n=2，
有两个电子亚层 磁量子数
l=0 0
轨道数 1
l=1
0
±1
3
因此第二层共有4个原子轨道，每个原子轨道 最多容纳2个自旋方向相反的电子，所以，第二层 最多容纳8个电子。
一、波函数和原子轨道
（一）波函数
薛定谔方程 （Schrö dinger Equation） 1926年奥地利物理学家 Erwin Schrö dinger (1887 – 1961)提出. 用于描述核外电子的运动状态， 是一个波动方程，为近代量子力学 奠定了理论基础。
薛定谔方程
Schrö dinger 波动方程在数学上是一个二阶偏微分方程。
有志者事竟成
为什么第三电子层中，最多只能容纳18个电子？
轨道数为
n=3
原子核外电子的运动特征PPT课件1
1 2 电子层 第一 第二 原子轨道 1s 2s 2p
n
3 4 第三 第四 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
1．原子轨道物理意义：表示电子云的形状。
轨道类型不同，轨道的形状也不同。人们用小写的 英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道
轨道符号 s p 轨道形状 球形 纺锤形
d 花瓣型
· · f g · · · · · · · · · ·
2．伸展方向
相同形状的原子轨道还可有不同的伸展方向，伸展方 向决定该种类型轨道的个数。 s轨道是球形对称的，只有1个轨道。 p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，所以p轨道含3 个轨道，分别记作：px、py、pz。 d轨道有5个伸展方向，即d轨道含5个轨道。 f轨道有7个伸展方向，即f轨道含7个轨道。
（3）最外层不超过8个（K层2个）
（4）次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。 相互制约，相互联系
原子核外电子在排布时，为什么各电子层最多容纳2n2 个电子？ 最外层不超过8个？次外层不超过18个？倒 数第三层不超过32个呢？
量子力学研究表明：处于同一电子层的原子核外 电子，也可以在不同轨道上运动。
（三）电子自旋：
电子不仅在核外空间不停地运动，而且还做自旋 运动。电子的自旋有两种状态，通常采用↑↓ 来表示电子的不同自旋状态。电子自旋并非像地 球绕轴自旋，只是代表电子的两种不同状态。
电子平行自旋： ↑↑
电子反向自旋： ↑↓
电子层
原子轨 道类型
原子轨道 类型数目
可容纳的 电子数目
1 2
3 5
1s 2s，2p
思考： 我们已经知道电子是分层排布的，那么是什么原因导致 电子分层排布——即电子分层排布的依据是什么？ 电子层（n）： K L M N O P Q 离核远近：近 远 能量高低：低 高 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q
n
3 4 第三 第四 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
1．原子轨道物理意义：表示电子云的形状。
轨道类型不同，轨道的形状也不同。人们用小写的 英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道
轨道符号 s p 轨道形状 球形 纺锤形
d 花瓣型
· · f g · · · · · · · · · ·
2．伸展方向
相同形状的原子轨道还可有不同的伸展方向，伸展方 向决定该种类型轨道的个数。 s轨道是球形对称的，只有1个轨道。 p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，所以p轨道含3 个轨道，分别记作：px、py、pz。 d轨道有5个伸展方向，即d轨道含5个轨道。 f轨道有7个伸展方向，即f轨道含7个轨道。
（3）最外层不超过8个（K层2个）
（4）次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。 相互制约，相互联系
原子核外电子在排布时，为什么各电子层最多容纳2n2 个电子？ 最外层不超过8个？次外层不超过18个？倒 数第三层不超过32个呢？
量子力学研究表明：处于同一电子层的原子核外 电子，也可以在不同轨道上运动。
（三）电子自旋：
电子不仅在核外空间不停地运动，而且还做自旋 运动。电子的自旋有两种状态，通常采用↑↓ 来表示电子的不同自旋状态。电子自旋并非像地 球绕轴自旋，只是代表电子的两种不同状态。
电子平行自旋： ↑↑
电子反向自旋： ↑↓
电子层
原子轨 道类型
原子轨道 类型数目
可容纳的 电子数目
1 2
3 5
1s 2s，2p
思考： 我们已经知道电子是分层排布的，那么是什么原因导致 电子分层排布——即电子分层排布的依据是什么？ 电子层（n）： K L M N O P Q 离核远近：近 远 能量高低：低 高 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q
原子核外电子的运动PPT演示文稿
卢瑟福——原子之父
α粒子散射实验
4.波尔原子模型
1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理 论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原 子光谱，提出新的原子结构模型。
5、电子云模型
针对训练
1 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包 含有下述论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的 原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。 从现代的观点看，你认为这3个论点中，不确切的是（ ） A．只有③ B．只有①，③ C．只有②③ D．有①②③
1、电子层 n
取值： n =1，2，3，4，5……；
物理意义： n值的大小表示电子的能量高低。 n值越 大表示电子所在的层次离核较远，电子具有的能量也越高。 对于n =1，2，3，…分别称为第第一能层，第二能层，第 三能层…
n
对应电子层 符号
1
第一层
2
第二层
3
第三层
4
第四层
5
第五层
· · ·
· · ·
一、知识与技能 1、了解人类对原子结构的认识历史。 2、了解原子核外电子的运动状况、能级分布、原子结构构 造原理、及基态原子与激发态原子的能量状况。 3、掌握核外电子排布规律以及表示方法。 二、过程与方法 运用模型化的思想方法将抽象的概念形象化；用演绎、归纳等 多种逻辑思维方法培养学生的分析问题解决问题的能力。 三、情感、态度和价值观 通过本节课的复习，进一步感受和体会科学家进行研究和认识 物质的科学方法，培养科学的思维方式，激发学生探究未知世 界的兴趣和勇气。
d 能 级 的 原 子 轨 道
核外电子的运动状态
n 电子层 轨道 轨道数 可容纳 电子数 1 第一 1s 1条 2 第二 2s 2p 4条 3 第三 3s 3p 3d 9条 4 第四 4s 4p 4d 4f 16条 n … … n2
(化学课件)原子核外电子的运动状态
讨论：见课本P5
一个小黑点仅表示电子在此出现了一次。
小黑点的疏密仅表示电子出现几率的大小。
即小黑点较稀的地方表示电子在此出现的机 会少；小黑点较密的地方表示电子在此出现 的机会多。
（三）、决定核外电子运动状态的因素
1、电子层： 在多电子的原子里，它们的运动区域 也不同。能量低的电子通常在离核较近的空间范 围运动，能量高的电子通常在离核较远的空间范 围内运动，
[说明]1、自左向右、自上而下，轨道能量依次递增。
2、每个能级组以ns轨道开始、以np轨道结束。
（3）为什么每个电子层所能容纳的电子数最 多为2n2（n为电子层数）？
1、4d轨道中最多容纳电子数为
A、2
B√ 、 10 C、 14 D、 18
2、下列轨道含有轨道数目为3的是
A、1s B√ 、2p √C、3p D、4d
3、第三电子层含有的轨道数为 A、3 B、 5 C、 7 D√ 、 9
五、电子亚层的能量比较规律
1、相同电子层上电子亚层能量的高低： ns＜np＜nd＜nf
2、形状相同的电子亚层能量的高低： 1s＜2s＜3s＜4s…… 2p＜3p＜4p＜5p…… ……
3、电子层和形状相同的电子亚层的能量相等： 如2px = 2py =2pz
/ / / / / / 1s<—2s<—2p<3—s<3—p<—4s<3d<4—p<5—s<4d<5—p<—6s<4f<5d<6—p<7—s<5f<6d<—7p
结合电子云的形状及伸展方向显然可知：S亚层有 1个轨道，P亚层有3个轨道， d 亚层有5个轨道， f亚层有7个轨道。
四、电子自旋
核外电子运动状态的描述_图文
概率（W）= 概率密度 体积（V） 这种关系相当于质量，密度和
体积三者之间的关系。
量子力学理论证明，| |2 的
物理意义是电子在空间某点的概 率密度，于是有
W = | |2 V
W = | |2 V
当空间某区域中概率密度一 致时，我们可用乘法按公式求得 电子在该空间区域中的概率。
对于 H 原子 n = 1 E = － 13.6 eV
n = 2 E = － 3.40 eV ……
E = －13.6 eV Z 2 n2
n E=0 即自由电子，其能量最大， 为 0。
E = －13.6 eV Z 2 n2
主量子数 n 只能取 1，2，3，4 ……等正整数，故能量只有不连续的 几种取值，即能量是量子化的。
例如 n = 4 时，l 有 4 种取 值，就是说核外第 4 层有 4 种形 状不同的原子轨道：
l = 0 表示 4s 轨道，球形
l = 0 表示 4s 轨道，球形 l = 1 表示 4p 轨道，哑铃形 l = 2 表示 4d 轨道，花瓣形 l = 3 表示 4f 轨道，
由此可知，在第 4 层上，共有 4 种不同形状的轨道。
E = －13.6 eV Z 2 n2
E = －13.6 eV Z 2 n2
E 电子能量，Z 原子序数， eV 电子伏特，能量单位， 1 eV = 1.602 10－19 J
E = －13.6 eV Z 2 n2
n 的数值大，电子距离原 子核远， 且具有较高的能量。
E = －13.6 eV Z 2 n2
2 O
cos
=
OA′
OA
h
2
cos =
h 2 2
所以 = 45°
体积三者之间的关系。
量子力学理论证明，| |2 的
物理意义是电子在空间某点的概 率密度，于是有
W = | |2 V
W = | |2 V
当空间某区域中概率密度一 致时，我们可用乘法按公式求得 电子在该空间区域中的概率。
对于 H 原子 n = 1 E = － 13.6 eV
n = 2 E = － 3.40 eV ……
E = －13.6 eV Z 2 n2
n E=0 即自由电子，其能量最大， 为 0。
E = －13.6 eV Z 2 n2
主量子数 n 只能取 1，2，3，4 ……等正整数，故能量只有不连续的 几种取值，即能量是量子化的。
例如 n = 4 时，l 有 4 种取 值，就是说核外第 4 层有 4 种形 状不同的原子轨道：
l = 0 表示 4s 轨道，球形
l = 0 表示 4s 轨道，球形 l = 1 表示 4p 轨道，哑铃形 l = 2 表示 4d 轨道，花瓣形 l = 3 表示 4f 轨道，
由此可知，在第 4 层上，共有 4 种不同形状的轨道。
E = －13.6 eV Z 2 n2
E = －13.6 eV Z 2 n2
E 电子能量，Z 原子序数， eV 电子伏特，能量单位， 1 eV = 1.602 10－19 J
E = －13.6 eV Z 2 n2
n 的数值大，电子距离原 子核远， 且具有较高的能量。
E = －13.6 eV Z 2 n2
2 O
cos
=
OA′
OA
h
2
cos =
h 2 2
所以 = 45°
高中一年级化学核外电子的运动状态课件
电离能与电子的能量关系:
电子在原子中本身能量越大,离原子核 就越远,去掉该电子所需的电离能就越小； 反之……
原子核
电子
电子能量
电离能
电子摆脱 核 吸引
几种元素的电离能
A、I1<I2<I3<I4<……
B、 一 个 原 子 的 电 离 能 是 依 次 增 大 , 但 增 大的倍数并不相同;
C、通过分析数据,将会发现它们的核外电子 都分两组,第一组是两个电子,能最较低,通常 在离核较近的区域运动;第二组分别是3、4、 5、6、7个电子,能量较高, 通常在离核较远的 区域运动。
同学们 再见！
轨道:
把在一定的电子层上,具有一定的形状和 伸展方向的电子云所占据的空间称为一 个轨道
电子层（n） 亚层
n=1
s
n=2
s、p
n=3
s、p、d
n=4
s、p、d、f
n
轨道数 1 = 12 1＋3 = 4 = 22 1＋3＋5=9=32 1＋3＋5＋7=16=42
n2
每个电子层最多轨道数为 n2
4、电子的自旋:
拓宽视野 延伸课堂
第一讲 核外电子的运动状态
一、复习有关概念
1、 核外电子运动的特征（与普通物体比较）
运动速度快（接近光速3×108米/秒）, 空间小（直径约0.1nm）, 质量小（9.1×10-31kg）带负电。
2、电子云
电子在核外空间一定范围内出现,好象带负电 荷的云雾笼罩在原子核周围,人们形象地称它 为电子云。
电子层 K L
M
N
(n )
亚层 s s p s p d s p d f
(l)
电子云伸 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
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9
（4）电子自旋
•电子有两种不同方向自旋的状态，分 别用“↑”和“↓”表示。
精品pptຫໍສະໝຸດ 103．原子核外电子排布规律
• （1）泡利不相容原理 • 同一个原子中没有运动状态完全相同的电子。 • （2）能量最低原理 • 电子总是占据能量较低的轨道。 • 将电子层和电子亚层能量高低排序，称为能级。当多电子相互影
精品ppt
3
二、核外电子运动状态
•（1）电子层
• KLMNOPQ
•能量：低
高
精品ppt
4
（2）电子亚层
• 电子层中能量不同的空间
• ①用s、p、d、f分别表示不同的电子亚层
• ②各个电子层中电子亚层数与各电子层的序数相等
•1 2 3
4
• s sp spd spdf
• ③同一电子层中，处于不同亚层的电子能量按照s、p、d、f的顺 序递增
响会出现能级交错现象。 • E3p<E4s<E3d
精品ppt
11
（3）洪特规则
•电子总是尽可能占据同一电子亚层的 不同轨道，且自旋相同 •一个轨道上的两个电子称为成对电子， 而只有有一个电子的称为未成对电子， 没有电子的称为空轨道
精品ppt
12
4．电子排布式的书写
• 结构示意图 • 电子式：电子式是在元素符号周围用小黑点或“×”
精品ppt
14
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精品ppt
7
1）s电子云
2）p电子云
特点：球面对称 分布，无方向性
特点：相交于原点的 2个纺锤型曲面
精品ppt
8
电子运动的空间范围的决定因素？
•电子层、电子亚层和电子云伸展方向 •轨道——把在一定电子层上具有一定 形状（电子亚层）和一定伸展方向的 电子云称为轨道。 •计算每个电子层的轨道数。
精品ppt
的数目表示该元素原子的最外层电子数的式子。 • 电子排布式： （最外层电子排布式，离子电子排布
式） • 表示出所处的电子亚层，右上角标示所排数目。 • 轨道排布式：用方框表示轨道，用箭头表示电子。 • 练习：1~18号电子排布式。
精品ppt
13
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精品ppt
5
电子的能量由哪些因素决定？
•电子层和电子亚层 •比较下列电子亚层中的电子的能量高 低。 •E1s E2s E3s •E3s E3p E3d
精品ppt
6
（3）电子云伸展方向
• s电子云是球形对称的，在空间各个方向的 伸展程度相同，所以只有1个伸展方向； • p电子云是纺锤形的，在空间上有x、y、 z3个伸展方向，即px、py、pz； • d电子云有5个伸展方向； • f电子云有7个伸展方向； • 不同伸展方向上的电子能量是相同的。
三 原子核外电子运动状态
精品ppt
1
•电子运动的特征： •（1）质量小，带负电荷 •（2）速度大，接近光速 •（3）运动空间小 直径100pm以内
精品ppt
2
描述核外电子运动的方法：电子云
•电子在原子核外空间出现的几率， •小黑点的意义： •小黑点密度的意义：
•电子云的形状与电子的运动状态有关。