高二化学苏教版选修3课件：2.1 原子核外电子的运动 2
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。
优选原子核外电子的运动状态演示ppt
电子在原子核外空间出现的机会是有规 律的。
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3、电子云：
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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
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（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
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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
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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） ；
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• 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。
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高二化学《物质结构与性质》精品课件2：1.2.1基态原子的核外电子排布
一 基态原子的核外电子排布原则
1．能量最低原则 (1)核外电子的排布轨按道能量由低 到 高 ，由 里 到 外 依次排列，使整个原子处于 最低 的能量状态。 (2)基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序为 1s,2s,2p,3s, 3p,4s, 3d,4p,5s,4d,5p,6s ，适用于大多数基态原子 的核外电子排布。
(2)根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc来说， 最后3个电子应先排满4s，再排3d，应为 1s22s22p63s23p63d14s2，违反了能量最低原则。
(3)对于22Ti来说，3p共有3个轨道，最多可以排6个电 子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
[答案] (1)洪特规则 (2)能量最低原则 (3)泡利不相 容原理
(2)洪特通过分析光谱实验的结果进一步指出，能量相同 的原子轨道在 全充满 (d10)、半充满 (d5)和 全空 (d0)状态时，
体系能量低，原子较稳定。
归纳总结
(1)泡利原理可叙述成：在同一原子中，不可能有两个 电子处于完全相同的状态，或者说，一个原子中不会存在四 个量子数(n、l、m、ms)完全相同的两个电子。
2．泡利不相容原理 (1)每个原子轨道上最多容纳 两个 电子，且一个原子轨 道上的电子自旋方向必须 相反 。
(2)在原子中，每个电子层最多能容纳2n2个电子，每个
能级最多能容纳2(2l＋1)个电子。
3．洪特规则 (1)对于基态原子，电子在 能量相同 的轨道上排布时， 应尽可能分占 不同 的轨道并且自旋方向 相同 。
[答案] D
二 基态原子电子排布的表达方式
[例3] 已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的
苏教版高中化学选修三《物质结构与性质》《原子核外电子的运动》学案-新版
专题2原子结构与元素的性质第一单元原子核外电子的运动问题导入什么是原子？原子有哪些特点？答：原子是化学变化中的最小粒子。
原子的特点有：（1）原子的大部分质量集中于原子核内；（2）核的体积很小，约为整个原子体积的10-15，因此，原子内原子核外有较大空间；（3）原子内原子核的密度非常大，约为金属铀密度（18.07 g·cm-3）的5×10倍。
知识预览1.氢原子光谱是由具有特定_________、彼此分离的_________所组成，即为线状光谱。
2.玻尔的原子结构模型的基本观点：（1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕__________运动，并且__________能量。
（2）在不同轨道上运动的电子具有__________的能量（E），而且能量是__________的，即能量是“__________”的，不能任意连续变化而只能取某些不连续的数值。
（3）只有当电子从一个轨道（能量为E i）跃迁到另一个轨道（能量为E j）时，才会__________能量。
3.量子力学研究表明，处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。
轨道的类型不同，__________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。
s轨道呈__________形，p轨道呈__________形，d轨道和f轨道较复杂。
4.原子核外电子还有一种称为“__________”的运动。
原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常用__________和__________来表示这两种不同的自旋状态。
5.为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小点的__________来表示电子在原子核外出现概率的大小。
点__________的地方，表示电子在那里出现的概率大；点__________的地方，表示电子在那里出现的概率小。
这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为__________图。
量子力学对原子核外电子运动状态的描述课件高二化学选择性必修
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述 原子轨道示意图：
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
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。
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
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。
用方框表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。钠三、基态子的核外电子排布构造原理
为了使整个原子体系的能量最低，随着原子 序数的递增，基态原子的"外层电子"按照箭头的 方向依次排布在各原子轨道上∶ 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、 5p、 6s……
电子填满了一个能级，开始填入下一个能级。
三、基态原子的核外电子排布
写出Mn元素（25号）基态原子的电子排布式和轨道表示式。
1s22s22p63s23p63d54s2
电子按构造原理顺序在原子轨道上排布，但书写电子排布式 或轨道表示式时，应按电子层数由小到大的顺序书写。
排布顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 书写顺序：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p
三、基态原子的核外电子排布
K2 2
1s
Na
L 8 2 222
2s
2p
M1 1
3s
3p
原则二：泡利不相容原理
一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个 电子的自旋状态不同。
3d
↑↑
He ↑↓
第一单元原子核外电子的运动-苏教版选修物质结构与性质教案
第一单元：原子核外电子的运动-苏教版选修物质结构与性质教案一、学习目标1.理解原子核外电子的运动规律；2.掌握原子结构基本概念；3.了解电子云模型、波粒二象性等基本概念；4.能够利用化学公式计算原子中电子数。
二、理论知识原子结构基本概念原子是构成物质的基本单位，由原子核和电子组成。
原子核内部由质子和中子组成，电子通过在原子核外运动保持原子的稳定。
原子核带正电，电子带负电，原子整体带有相等的负电荷和正电荷，是电中性的。
电子云模型电子云模型是指电子在原子核周围的三维空间中运动的模型。
在这个模型中，电子运动状态不能准确地预测，只能给出电子存在于某个空间的概率。
波粒二象性波粒二象性是指微观粒子既表现出波动的特性，又表现出粒子的特性。
在电子云模型中，电子即表现出粒子的特性（质量、电荷等），也表现出波动的特性（波长、频率等）。
原子中电子数的计算根据原子的电性质，原子中的电子数等于质子数。
因此，在已知原子元素的情况下，可以利用化学公式计算出原子中电子数，例如：碳元素的电子数为6，氧元素的电子数为8，铜元素的电子数为29。
三、实验探究通过实验可以了解原子结构和电子云模型的基本概念。
实验材料1.实验用氢气灯或氖气灯；2.相应的探测器；3.实验箱。
实验步骤1.将氢气灯或氖气灯置于实验箱内，打开探测器；2.启动实验箱，观察灯光在探测器中的反应；3.通过观察探测器中的信号，分别记录不同波长频率的灯光反应。
实验结果通过实验可以发现，不同波长的灯光对应的电子反应也有所不同。
这表明原子结构和电子的运动规律是有差异的。
四、深入讨论1.原子核内部的质子和中子都带正电荷，为什么它们不会互相排斥，而固定在一起形成原子核？2.电子云模型对于电子的运动规律给出的是概率，而不是确切的位置和速度，这是为什么？五、小结通过本单元的学习，我们对原子核外电子的运动、原子结构基本概念、电子云模型和波粒二象性等深入了解。
同时，通过实验的探究，我们也更好地理解了原子结构的复杂性和电子运动的规律性。
原子核外电子的运动特征-QUICKBIDSapp
1.电子层
电子层
离核远近 电子出现 的机会 电子运动 的能量
Ｋ
Ｌ
Ｍ
Ｎ
Ｏ
１Ｓ
２Ｓ
ＰＺ
d 轨道角度分布图(剖面图)
２.原子轨道
S的原子轨道是________形的，电子 层序数越大，原子轨道的________。
P的原子轨道是________形的，每个P轨 道有_______个轨道，它们互相垂直，分别 以_____、______、_______为符号。P原子 轨道的平均半径也随电子层序数增大而 _____。
10Ne 14Si 18Ar 20Ca 24Cr 29Cu
1s 2s 2 p 3s 3 p 3d 4s
2 2 6 2 6 5
1
1s 2s 2 p 3s 3 p 3d 4s
2 2 6 2 6 10
1
洪特规则特例： 根据洪特规则，人们总结出，
当同一亚层轨道半充满、全充满以及
全空时，是比较稳定的。 全充满 p d f 半充满 p d 全空 p
(1)1s
(2)nf
2s
nd ns
3s
4s
np
(3)3px 3py
(4)3px 5py (5)3s 4p
3pz
4pz (6) 4s 3p (7) 4s 3d
轨道能量顺序
电子层 轨道
7
P 核 外O 电 子N 填M 充 顺 L 序 图K
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p
4d 3d
4f
原子核外电子排布的三大原理
问题1：完成下面表格
电子层 原子轨道 类型 原子轨道 数目 可容纳 电子数
1 2 3 4
n
电子层 1 2 3 4 n
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<
2024-2025学年高中化学第1章：量子力学对原子核外电子运动状态的描述课件鲁科届选择性必修2
[对点训练1] 下列关于能级说法正确的是( C ) A.所有电子层都包含p能级 B.s能级的能量一定比p能级的低 C.2p能级的能量比3p能级的低 D.2p、3p、4p能级的轨道数不同
解析 K层只有s能级,A错;ns能级能量比(n-1)p能级的高,B错;能级能量 2p<3p<4p,C对;各电子层的p能级都有3个轨道,D错。
重难突破•能力素养全提升
探究角度1 电子层与能级 例1 下列各电子层不包含d能级的是( A ) A.L B.M C.N D.O 解析 从第三电子层开始,出现d能级,K层只有s能级,L层只有s、p能级,都不 包含d能级,答案选A。
思路剖析 (1)电子层序数=能级数 (2)K、L、M、N、O、P、Q分别表示n=1、2、3、4、5、6、7的电子层。 (3)每一电子层都从能级s开始,但不是每一电子层都含有s、p、d、f等能级。
没有运动状态完全相同的两个电子 名师点拨 电子层,或称电子层壳,是原子物理学中,一组拥有相同主量子数n的原子轨 道。 特别提醒 电子层,又称能层,由于能层序数等于该能层上的能级数,如K层只有s能级, 因此并不是所有的能层上都有s、p、d、f能级。
深度思考 电子层序数与能级数的关系是怎样的? 提示 能级数等于电子层序数,如当n=3时,有3个能级,分别用符号s、p、d表 示。 概念辨析 电子层、能级之间的关系 能级数等于该电子层的序数;电子层与能级类似楼层与阶梯之间的关系,在 每一个电子层中,能级符号顺序是ns、np、nd、nf……
思维建模 相同能级能量关系1s<2s<3s<4s<…… 不同能级能量关系ns<np<nd<nf
探究角度2 电子层与能级的电子排布
例2 原子中的某一电子层,最多能容纳的电子数大于32,该电子层可能是