高中化学苏教版选修3课件:2.1 原子核外电子的运动
第一单元
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原子核外电子的运动
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KEQIAN YUXI DAOXUE
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KETANG HEZUO TANJIU
预习导引
(3)原子轨道的能量高低:
原子轨道 相同电子层上的原子轨道 形状相同的原子轨道 电子层数相同,形状也相同的原子轨道 能量高低 ns<np<nd<nf 1s<2s<3s<4s 2px=2py=2pz
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(2)核外电子的运动不遵循宏观物体所具有的运动规律(不能测出 在某一时刻的位置、速度,即不能描画出它的运动轨迹)。 描述核外电子 运动通常采用统计的方法——电子云。 注意:①电子云是人们形象地描述电子在原子核外空间出现的机 会的大小。 ②电子云图通常是用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出 现的机会的大小所得到的图形。
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预习交流 1
谈谈你对电子云中小黑点的理解。 答案: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,而是代表电子在一个微小区域里出现的概率密度。②黑点 的疏密程度代表电子在核外空间区域内出现的机会的多少。点疏的地 方表示电子在那里出现的几率小,点密集的地方表示电子在那里出现 的几率大。③离核越近,电子出现的几率越大,电子云越密集。
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2.表示方法 (1)电子排布式:
如:铝原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p1 或[Ne]3s23p1。溴原子的 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p5 或[Ar]3d104s24p5。 其中[Ne]表示 Ne 的原子实,[Ar]表示 Ar 的原子实。 (2)轨道表示式: 用“ ”表示一个原子轨道,用“↑”“↓”表示自旋方向不同的电子。
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4.玻尔根据量子力学提出了行星轨道式原子结构模型。 (1)原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动,这些轨道称为原子 轨道。核外电子在原子轨道上运动时,既不放出能量,也不吸收能量。 (2)不同的原子轨道具有不同的能量,原子轨道的能量变化是不连 续的。 (3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。 5.原子核外电子的运动特点 (1)原子核外电子以极高的速度、在极小的空间内做永不停止的运 动。
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(4)各电子层轨道数和最多容纳的电子数 :
电子层 原子轨道 轨道数目 可容纳的 电子数目 1 1s 1 2 2 2s 1 4 8 2p 3 3 3s 1 9 18 3p 3 3d 5 4 4s 1 16 32 4p 3 4d 5 4f 7 n — n2 2n2
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专题 2
原子结构与元素的性质
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1.进一步认知卢瑟福和玻尔的原子结构模型。 学习 目标 2.了解核外电子的运动规律。 3.了解电子云和原子轨道的含义。掌握泡利原理、洪特规则。知道原 子轨道能量顺序。 4.能用电子排布式表示 1~36 号元素原子的核外电子排布。 5.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。 1.通过 s 电子云、p 电子云的轮廓图,加深对电子云、原子轨道含义的 学习 要点 理解。学会运用能量最低原理、泡利原理、洪特规则解释核外电子的 排布特点及特殊性质。 2.知道电子层、原子轨道的含义,能用电子排布式表示 1~36 号元素原 子的核外电子排布。
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3.自旋运动 原子核外电子有两种不同的自旋子核外电子的排布 1.核外电子排布遵循的原理
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二、原子核外电子的运动特征 1.电子层 (1)划分标准: 根据电子的能量差异和主要运动区域不同,认为原子核外电子处 于不同的电子层。 (2)表示方法:
能量由低到高,离核由近到远 电子层序数 电子层符号 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P …… ……
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一、人类对原子结构的认识 1.原子是由原子核和核外电子构成的,原子核由质子和中子构成。 质子带正电荷,核外电子带负电荷,中子不带电荷,质子数等于核外电子 数,故原子呈电中性。 2.构成原子的微粒之间数量关系:质子数=核外电子数=原子序数= 核电荷数。 质量数=质子数+中子数。 3.卢瑟福被称为“原子之父”。
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2.原子轨道 (1)含义: 用量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 (2)符号、形状及伸展方向:
符号 形状 伸展方向 s 球形 1 p 纺锤形 3 d — 5 f — 7
苏教版学高中化学专题原子核外电子的运动原子核外电子的排布教案选修
[核心素养发展目标] 1.从微观层面理解原子的组成及结构,了解核外电子的排布规则,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明1~36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式,发展证据推理与模型认知的学科核心素养。
一、核外电子的排布原理1.能量最低原理(1)能量最低原理原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态。
(2)基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序:随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序:1电子所排的轨道顺序:1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……,这是从实验得到的规律,适用于大多数基态原子的核外电子排布。
2由上图可知,各轨道的能量高低顺序,可由下列公式得出:n s<(n—2)f<(n—1)d<n p(n表示电子层序数)。
2.泡利不相容原理(1)内容:每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。
(2)根据泡利不相容原理,可以获得以下几个重要结论:1每一种运动状态的电子只能有一个。
2由于每一个原子轨道包括两种运动状态,所以每一个原子轨道最多只能容纳两个自旋方向相反的电子。
3因为s,p,d,f轨道的原子轨道数分别为1,3,5,7个,所以s,p,d,f各原子轨道分别最多能容纳2,6,10,14个电子。
3.洪特规则(1)内容:原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。
这就是洪特规则。
(2)特例:能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
这称为洪特规则特例。
例1若以E(n l)表示某原子轨道的能量,以下各式中正确的是()A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)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)答案B解析原子核外电子排布的轨道能量顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p……可选出答案。
化学:高考一轮复习《物质结构与性质·第一单元》课件(苏教版选修3)
•热 点 透 视
•1. 原子核外电子排布式与原子核外电子排布 的关系。 •2. 元素性质周期性变化的规律,包括原子半 •5. 晶胞的概念及晶胞中微粒数的求算。 径、电离能、电负性等。 •6. 晶体结构的确定及晶体物理性质的比较, •3. 通过共价键的形成过程,了解共价键的本 晶体中微粒间的相互作用,晶体 质,能用键参数(键角、键能、 • 的空间结构。 • 键长)解释分子的空间结构和性质。
• 5.原子轨道的图形描述 • 原子轨道图形是描述原子核外电子在空 间的运动状态的图形。s轨道在三维空间分 • 布图形为球形。p轨道在空间的分布特点是 6.核外电子的运动特征 没有 • 分别相对于x、y、z轴对称,呈纺锤形。电 (1)在原子核外很小的空间做高速运动, 子的运动状态决定了电子的能量,电子在 (填“有”或“没有”)确定的轨道。 原子轨道上的特点决定了它的反应性能。 • (2)不能准确测定其所处的位置和速度,
• 2.电离能 一个 • 元素周期表中的同周期主族元素从左到 • (1)第一电离能:气态电中性基态原子失 右,原子半径逐渐减小;同主族元素从上 去 电子转化为气态基态一价阳离子所 到下,原子半径逐渐 。
•(2)规律
最小
•同周期:第一个元素的第一电离能
小
,最后
一个元素的第一电离能最大,同周期中第ⅡA
大
族元素比ⅢA族元素,ⅤA族元素比ⅥA族元素 的第一电离能大。 •同族元素:从上到下第一电离能变 。
•3.电负性
键合电子
• (1)含义:用来描述不同3) 变 化 规 律 : 在 元 素 周 期 表 中 , 合电子的吸引力越大。 减小 从左到右元素的电负性逐渐增大,同主族 • (2)标准:以氟的电负性为4.0和锂的电负 中从上到下元素的电负性逐渐 。 性为1.0作为标准,得出了各元素的电负 •(4)应用:判断元素金属性、非金属性的强 性。
高中苏教版化学选修3 目录课件PPT
第二单元 元素性质的递变规律 第1课时 原子核外电子排布的周期性 第2课时 电离能和电负性
专题复习课
第一单元 金属键 金属晶体 第二单元 离子键 离子晶体 第三单元 共价键 原子晶体
第1课时 共价键 第2课时 共价键的键能与化学反应的反应热、原子晶体 第四单元 分子间作用力 分子晶体 专题复习课
第一单元 分子构型与物质的性质 第1课时 分子的空间构型 第2课时 分子的极性与手性分子
第二单元 配合物的形成和应用 专题复习课
专题5 物质结构的探索无止境 模块综合测评
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原子核外电子的运动
1. 道尔顿原子模型
19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原 世纪初, 世纪初 子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心 子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心 球体,在化学反应中保持本性不变。 球体,在化学反应中保持本性不变。
2. 汤姆生原子模型
1897年,英国科学家汤姆生发现了电子。 年 英国科学家汤姆生发现了电子。 提出了“葡萄干面包式”模型。认为原子 提出了“葡萄干面包式”模型。 是可以再分的。 是可以再分的。
针对训练:
以下列出的是一些原子的2p轨道和 轨道中 以下列出的是一些原子的 轨道和3d轨道中 轨道和 电子排布的情况。试判断, 电子排布的情况。试判断,哪些违反了泡利不 相容原理?哪些违反了洪特规则 哪些违反了洪特规则? 相容原理 哪些违反了洪特规则 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有 的有 。 ,违反洪特规则
启示:
人类对原子结构认识的逐渐深入, 人类对原子结构认识的逐渐深入,都是建立在实 验研究基础上的, 验研究基础上的,实验是揭示原子结构的重要手 段。 汤姆生、卢瑟福、 汤姆生、卢瑟福、玻尔等几位科学家都是诺贝尔 科学奖获得者,他们勇于怀疑科学上的“定论” 科学奖获得者,他们勇于怀疑科学上的“定论”, 不迷信权威,为科学的发展作出了重要贡献。 不迷信权威,为科学的发展作出了重要贡献。自 然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。 然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。 请同学们课后搜集有关几位科学家的生平事迹以 及他们研究原子结构的过程,相互交流并写出心 及他们研究原子结构的过程, 得体会。 得体会。
你知道吗? 你知道吗?
1、原子是由哪些基本微粒 、 构成的? 构成的? 2、构成原子的各种微粒是 、 否带有电荷? 否带有电荷?为什么原子是 电中性的? 电中性的? 3、构成原子的各种微粒在 、 数量上有什么规律? 数量上有什么规律?这些微 粒的体积和质量有什么特点? 粒的体积和质量有什么特点?
2.3.1人类认识原子结构的历程 原子核的构成(课件)-高一化学(新教材苏教版必修第一册)
科学家对物质结构的进一步研究证实,物质是由原子构成,原 子由质子、中子、电子等微粒构成,基于对原子及其结构的认识, 人们可以更好好探索物质的组成、结构、性质及应用,可以根据需 要制备各种不同性能的物质。
人类认识原子结构的历程
随着自然科学的发展,人类对原子结构的确认识经历了一段曲折的历程, 科学家依据实验获得的数据,提出了各种假说和模型,逐步提示了原子结构 的奥秘。
思考:什么是元素?谁决定了元素的种类?同一种元素含有的中子 数目一定相同吗?同一种元素只有一种原子吗?
原子核的构成
1、元素:___具_有__相_同__核_电__荷_数__的__同_一__类_原__子_的__总_称__。_____
2、核素:具__有_一__定_质__子_数__和__一_定__中_子__数_的__一__种_原__子_称__为_一__种__核_素__
2、同位素在考古中的应用 考古学家们挖掘出生物化石,如何较准明地测定 其年代呢?同位素在考古断代上功不可没。生物 化石中含有14C。在生物死亡前,由于生命活动伴 随体内含碳元素物质与自然界中碳元素的交换, 生物体中14C所占碳原子的比例和大气中14C所占 碳原子的比例相同。大气中14C所占破原子的比例 是恒定的。但当生物体死亡后,其体内的14C和大 气中的14C停止交换,生物体内的14C所占碳原子 比例因衰变而减少,每5730年14C就减少一半。因 此,测定出土文物或化石中14C所占碳原子比例, 与大气中的恒定值进行比较,就可以测算出其死 亡的年代。
相对原子质量
AZX
F
9
10
19
18.998
199F
Na 11 12
23
22.990
苏教版高中化学选修三课件2.1.1第1单元原子核外电子运动
●新课导入建议 请思考如下两个问题: (1)原子的组成。 (2)构成原子微粒的电性关系、质量关系是怎样的? 在必修2中我们已经学习了原子核的构成,通过学习我 们知道:
(1)原子核是由质子和中子构成的,质子带正电荷,中 子呈电中性;核电荷数=质子数=核外电子数,质量数= 质子数+中子数。 (2)原子核外电子是分层运动的。 对于原子核外电子分层排布,可以用原子结构示意图 来表示,如 ,K、L、M层上的电子数依次为2、8、
【答案】 A
4.下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正 确的是( )
A.核外电子是分层运动的 B.所有电子在同一区域里运动 C.能量高的电子在离核近的区域运动 D.能量低的电子在离核远的区域绕核旋转
【解析】 电子在原子核外空间作高速运动,能量不 同的电子通常在不同的区域运动,离核近,能量低。
7。那么,每个电子层上的多个电子其运动状态是否相同 呢?要想知道这个问题,请同学们与我一块走进“第一单 元 原子核外电子的运动”。
●教学流程设计
演示结束
课
标
解
读
重
点
难
点
1.进一步认识卢瑟福和玻尔 的原子结构模型。 2.了解原子核外电子的运动 特征。 3.了解原子轨道与电子填充 顺序。 1.原子核外电子的运动状 态。(重点) 2.原子轨道。(难 点)
第一单元 第1课时
●课标要求
原子核外电子的运动 原子核外电子的运动特征
了解原子核外电子的运动状态。 ●课标解读 1.在必修2的基础上,进一步认识卢瑟福和玻尔的原子 结构模型。
2.理解电子云模型。 3.知道每个电子层含有的原子轨道,能准确用原子轨 道符号表示。 ●教学地位 本课时知识从原子结构理论发展史开始,形成对现代 原子结构理论的初步认识;再从电子层、能级、原子轨 道、电子自旋四个方面揭示原子核外电子的运动状态,尤 其是原子轨道的知识是高考考查原子结构的热点,也是下 一课时核外电子排布的基础,因此原子轨道是本课时的教 学重点和难点。
【金牌学案】2016-2017学年高中化学苏教版选修三课件2.1 原子核外电子的运动
预习引导
2.原子轨道 (1)含义: v 用量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 (2)符号、形状及伸展方向:
符号 形状 伸展方向 s 1 p 3 d f 5 7
球形 纺锤形 — —
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(3)原子轨道的能量高低:
原子轨道 相同电子层上的原子轨道 形状相同的原子轨道 电子层数相同,形状也相同的原子轨道 能量高低 ns<np<nd<nf 1s<2s<3s<4s 2px=2py=2pz
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(2)轨道表示式: 用“
v v 表示自旋状态不同的电子。 v v ”表示一个原子轨道 ,用 “↑”“↓” v v
如:氧原子的轨道表示式为 磷原子的轨道表示式为
。 。
(3)外围电子排布式: 在化学反应中,一般是原子的外围电子发生变化(主族元素原子 v 的外围电子就是最外层电子 )。如氯原子的外围电子排布式为 v3p5。Mn的外围电子排布式为3d5 v4s2。元素周期表中给出了各 3s2 元素原子的外围电子排布式。
4 3 5 1 3 16 32 5 7 n
(4)各电子层轨道数和最多容纳的电子数:
电子层 原子轨道 轨道数目 可容纳的 电子数目 1 2 1 4 8 3 3 1 9 18 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f — 1 2 n2 2n2
3.自旋运动 原子核外电子有两种不同的自旋状态,通常用“↑”和“↓”区分。
是这些方法的基础。Cu的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,所 以其原子结构示意图是 ;P的外围电子排布式为
3s23p3;Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,注意先写3d6后写
苏教版化学物质结构与性质高三课件原子核外电子的运动特征
三、轨道能量大小与电子填充顺序
填充规则:先填能量低的轨道,再填能量高的轨道 (1)同电子层 (2)同原子轨道形状 (3)n与原子轨道形状 均相同的轨道能量相等 ns<np<nd<nf… 1s<2s<3s<4s… 2Px=2py=2pz…
练习3:[教材P12 问题解决]
作业
• 作业本 P1~8 • 预习“原子核外电子的排布” • 思考: (1)为什么玻尔模型采用了错误的数学工具, 却得到了相对正确的推断结果? (2)电子云轨道理论沿用了玻尔模型理论中 的哪些结论?
(2)数学依据(*波函数与薛定谔方程)
(3)结论
阅读P10~P13&思考:
结论
①同一电子层(n)上的电子运动轨迹是否均相同? ②原子轨道的种类主要有哪几种?用什么符号表示?呈 什么形状?此形状是否表示该轨道上的电子会沿此形状 表面做规则运动? ③每种原子轨道各有几个轨道个数?这些个数之间呈怎 样的规律变化?相同种类的原子轨道还可存在怎样的不 同? ④每层电子层所具有的原子轨道总个数为多少?某电子 层的某个原子轨道应如何表示? ⑤一个原子轨道最多可容纳几个电子?同个原子轨道中 的电子是否均相同? ⑥核外电子在原子轨道上应如何填充?遵循怎样的规律?
作业
• • • • 作业本 P67~68 精讲精练 P118~119 划去题1、10、12 熟读附录Ⅰ~Ⅶ 预习《物质结构与性质》专题1与专题2 第 一单元
原子核外电子的运动特征
温故知新
思考: (1)简述原子结构模型演变的历史 (2)玻尔模型的主要内容是什么?提出这个模 型的目的是什么?
卢瑟福模型带来的问题:
(1)与能量守恒规律的矛盾 (2)与氢原子光谱的矛盾
核外电子运动的状态
s
1=12
2
2
s.p
1+3=4=22 8
1+3+5=9=32
3
s.p.d
18
4
s.p.d.f
1+3+5+9=16 =42
32
….n
n2
2n2
小结:
电子云形状---由电子亚层决定.
电子的能量---由电子层、电子亚层决定。 轨道---由电子层、电子亚层、电子云伸展方 向决定。 电子的运动状态---由电子层、电子亚层、电 子云伸展方向和电子的自旋四个方面描述。
作业 写出1~35号元素的核外电子排布式。
写出N 、F、Si元素的轨道表达式。
写出Cr、Cu、Fe、Na、Br、Ar最外层电 子排布式。
电子排布方面的规律
1.主族元素中单电子数最多的是_Ⅴ__A_ 族元 素,前四周期单电子数最多的元素是__C_r_._ 2.原子最外层成对电子数和成单电子数相等 的元素在_Ⅲ__A__、__Ⅵ__A族元素。 3.原子最外层电子数是次外层电子数2倍或3 倍的元素一定__在__第__二__周__期_______. 4.次外层电子数为2 的元素一定__在__第__二__周__期__. 5.次外层电子数为8的元素在第三周期以下所 有_Ⅰ__A__、__Ⅱ__A______的元素.
8O轨道式 9F轨道式
写出19、20、26号元素原子的核外电子排布式。 多电子原子中能级交错现象
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d
电子填入轨道的先后顺序 ns→(n-1)d→(n-2)f→np
4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 5d 6f
E:1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<
无机化学-原子结构-核外电子的运动状态
28
由上面的讨论知道 n, l, m 一定, 轨道也确定
l
0
1
2
Orbital s
p
d
例如: n = 2, l = 0, m = 0,
n = 3, l = 1, m = 0,
n = 3, l = 2, m = 0,
核外电子运动 的运动状态
n 原子轨道 l
m
自旋运动 ms
3…… f…… 2s 3pz 3dz2
与一套量子数相对应(自然也有1个能量Ei)
29
六、波函数Ψ (r,θ,φ) 的图形描述
将SchrÖdinger n, l, m ( r, , ) = R n, l (r) Y l,m ( , )
方程变量分离:
氢原子光谱由五组线系组成, 任 何一条谱线的波数(wave number) 都满足简单的经验关系式:
~
RH
1 n12
1 n22
名字
n1
Lyman 系 1
Balmer系 2
Paschen系 3
Brackett系 4
Pfund系
5
n2 2, 3, 4,… 3, 4, 5,… 4, 5, 6,… 5, 6, 7,… 6, 7, 8,…
r h2 n2
4 2mze2
rn = 53n2 pm
对于氢原子,r = 53 pm, 这就 是著名的 波尔半径.
② 关于能量的吸收和发射
电子在不同轨道之间跃迁时,原子会吸收或辐射出光子。吸收或 辐射出光子能量的多少决定于跃迁前后两个轨道能量之差。即:
h E E2 E1
