基態(tài)原子的核外電子排布原子軌道PPT課件

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1、探究1 基態(tài)、激發(fā)態(tài)與光譜研讀教材自主認知1.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子:吸收發(fā)射2.原子光譜:不同元素的原子發(fā)生_時會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_或_,總稱原子光譜。3.光譜分析:在現(xiàn)代化學(xué)中,利用_上的特征譜線來_的分析方法。躍遷吸收光譜發(fā)射光譜原子光譜鑒定元素合作探究核心歸納(1)原子光譜形成的原因是什么?提示:不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光,從而形成原子光譜。(2)電子躍遷時只吸收能量嗎?提示:不是。電子從低能量軌道躍遷到高能量軌道時吸收能量,從高能量軌道躍遷到低能量軌道時釋放能量。(3)霓虹燈的發(fā)光原理與氫原子光譜相同嗎?提示:基本相同,都是氣體在較

2、高的電壓激發(fā)下發(fā)生電子的躍遷產(chǎn)生的。 過關(guān)小練即時應(yīng)用1.(2015泰安高二檢測)原子光譜是線狀光譜,是由不連續(xù)的譜線組成的,這表明()A.在原子中只有某些電子能夠躍遷產(chǎn)生光譜B.原子中的電子可以處于某些特定的能量狀態(tài),即電子的能量是量子化的C.原子發(fā)射的光是單色光D.白光可以由多種單色光組成【解析】選B。原子光譜是線狀光譜,也就是由具有特定頻率的光形成的譜線,原子光譜之所以產(chǎn)生這種特定的譜線,是由于電子的能量是量子化的,電子躍遷的始態(tài)和終態(tài)的能級差也是量子化的。2.對充有氖氣的霓虹燈管通電,燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是()A.電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時以光的形式釋放能量B.電子由基

3、態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時吸收除紅光以外的光線C.氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D.在電流的作用下,氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)【解析】選A。氖原子中能量較高軌道上的電子以光的形式向外輻射能量躍遷到能量較低的軌道上,所發(fā)出的光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段。【補償訓(xùn)練】圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是()【解析】選D。燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時能量以光的形式釋放出來導(dǎo)致的,而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果。探究2 核外電子排布規(guī)則研讀教材自主認知1.原子核外電子運動狀態(tài)的描述:(1)電子云。定義:處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述

4、。含義:用單位體積內(nèi)小黑點的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率大小。形狀。球形啞鈴形一三(2)原子軌道。定義:電子在原子核外的一個_。意義:表示原子軌道的空間分布。不同能層所對應(yīng)的能級和原子軌道的情況。空間運動狀態(tài)符號符號能級能級原子軌道數(shù)原子軌道數(shù)原子軌道名稱原子軌道名稱電子云電子云輪廓形狀輪廓形狀K K1s1s1 11s1s_形形L L2s2s2p2p1 1_2s2s2p2px x、2p2py y、2p2pz z球形球形_形形M M3s3s3p3p3d3d1 1_3s3s3p3px x、3p3py y、3p3pz z球形球形_形形球3啞鈴35啞鈴2.核外電子排布的規(guī)則:最低相反優(yōu)先單獨占據(jù)

5、自旋狀態(tài)2構(gòu)造原理合作探究核心歸納1.原子核外電子運動狀態(tài)的描述:s能級的原子軌道圖(球形對稱)p能級的原子軌道圖(啞鈴形)(1)怎樣描述一個電子的核外運動狀態(tài)?提示:從電子層、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)四個方面描述。(2)s軌道的電子云圖與p軌道的電子云圖有何區(qū)別?提示:s軌道的電子云圖為球形,在空間只有一個伸展方向;p軌道的電子云圖為啞鈴形,在空間有3個伸展方向。(3)電子云中小點的疏密程度有何意義?提示:點疏密的程度表示了電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。 2.核外電子排布的規(guī)則:(1)原子核外電子在排布時總是按K、L、M、N的順序填充的嗎?提示:不是。原子核外電子的排布遵循構(gòu)造原理,按軌道能

6、量由低到高依次排列,而能層越大,能級的能量不一定越高,存在一些不同能層的能級交錯現(xiàn)象,例如E(3d)E(4s)、E(4f)E(5p)等,核外電子在充滿3p后,多余電子首先填充4s而非3d,使整個原子處于能量最低的狀態(tài)。(2)為什么鉀原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖不是 ,而是 呢?提示:由于出現(xiàn)能級交錯現(xiàn)象,鉀原子排滿第一層和第二層后,再排第三層時,先排滿3s能級、3p能級,最后一個電子進入4s能級而不是3d能級,所以它的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。 (3)為什么原子核外最外層的電子數(shù)不超過8個?提示:由于能級交錯的原因,E(nd)E(n+1)s,當(dāng)ns和np充滿時(共4個軌道,最多容納8個電子),多余的電子不是

7、填入nd,而是首先形成新電子層,填入(n+1)s軌道中,故最外層電子數(shù)不可能超過8個。(4)為什么原子核外電子的次外層不超過18個?提示:若最外層是第n層,次外層就是第(n-1)層。由于E(n-1)fE(n+1)sE(np),在第(n+1)層出現(xiàn)前,次外層只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上有電子,這三個能級共有9個軌道,最多可容納18個電子,因此次外層電子數(shù)不超過18個。 【歸納總結(jié)】1.構(gòu)造原理中的能級交錯現(xiàn)象:最常見、最重要的能級交錯順序之一是E(4s)E(3d),對于136號元素來說,應(yīng)重點掌握和記憶的是“1s2s2p3s3p4s3d4p”這一順序。2.對核外電子排布的兩點認

8、識:(1)基態(tài)原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時,電子盡可能分占不同的原子軌道,且自旋狀態(tài)相同,這樣整個原子的能量最低。(2)有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布對于構(gòu)造原理有1個電子的偏差。因為能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時,體系的能量較低,原子較穩(wěn)定。如Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,不能寫成1s22s22p63s23p63d44s2。過關(guān)小練即時應(yīng)用1.(2015蘇州高二檢測)下列敘述正確的是()A.Ar3d64s2是基態(tài)原子的電子排布B.鉻原子的電子排布式:1s22s22p63s23p64s

9、13d5C.銅原子的外圍電子排布式是3d94s2D.氮原子的電子排布圖是【解題指南】解答本題時要注意以下兩點:(1)符合電子排布三原則的是基態(tài)原子。(2)注意136號元素中的兩個特殊元素24Cr和29Cu。【解析】選A。B項,在書寫電子排布式時,不能按填充順序書寫;C項,d軌道全充滿時穩(wěn)定,應(yīng)為3d104s1;D項違反了洪特規(guī)則。2.在d軌道中電子排布成 而不能排布成 ,其最直接的根據(jù)是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子軌道構(gòu)造原理D.洪特規(guī)則【解析】選D。當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋狀態(tài)相同,稱為洪特規(guī)則,根據(jù)題意知,4個電子占據(jù)不

10、同的軌道且自旋方向相同,所以其根據(jù)是洪特規(guī)則。【方法規(guī)律】(1)對于復(fù)雜的原子或離子,若直接書寫電子排布式有困難,可先寫出原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖,再據(jù)此寫出電子排布式,如(2)離子的電子排布式的書寫方法。先寫出原子的電子排布式,再根據(jù)電子的情況進行調(diào)整。如【補償訓(xùn)練】(2015三亞高二檢測)下列原子的外圍電子排布式不正確的是()A.Fe:3d64s2 B.Cr:3d44s2C.Ar:3s23p6 D.Ni:3d84s2【解析】選B。根據(jù)洪特規(guī)則:能量相同的軌道在全充滿、半充滿、全空時,體系能量最低,原子比較穩(wěn)定,B項應(yīng)該為3d54s1。探究3 核外電子排布的表示方法研讀教材自主認知電子排布式:(

11、1)概念:將_上所排布的電子數(shù)標(biāo)注在該能級符號_,并按照能層從左到右的順序排列的式子。如鈉原子的電子排布式可表示為_,也可簡化為_。能級右上角1s22s22p63s1Ne3s1(2)電子排布圖:用方框表示原子軌道,用不同方向的箭頭表示自旋狀態(tài)不同的電子的式子。如氮原子的電子排布圖是 。合作探究核心歸納(1)電子排布的表示形式中最能形象表示電子排布的是哪一種?提示:電子排布圖。它不僅表示各個能級的電子數(shù)目,還表示出在各個能級的分布。(2)下列原子的最外層電子的表示形式中,哪一種狀態(tài)的能量較低?氮原子鈉原子A.3s1B.3p1鉻原子A.3d54s1B.3d44s2碳原子提示:據(jù)洪特規(guī)則,電子在能量

12、相同的各個軌道上排布時盡可能分占不同的原子軌道,且自旋狀態(tài)相同,故選B,選A;據(jù)能量最低原理,核外電子先占有能量低的軌道,再占有能量高的軌道,中由于s軌道能量低于p軌道,故選A;中d5為半充滿狀態(tài),為相對穩(wěn)定的狀態(tài),所以選A。(3)判斷下列元素原子的電子排布式是否正確,若錯誤,請說明違反的原則,并寫出正確的電子排布式。6C;1s22s22px221Sc:1s22s22p63s23p63d322Ti:1s22s22p63s23p10 提示:錯誤,違反了洪特規(guī)則,正確的電子排布式為1s22s22p2。錯誤,違反了能量最低原理,正確的電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2。錯誤,違反

13、了泡利原理,正確的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(4)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d94s2,這種表示方法正確嗎?為什么?提示:不正確。能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時,體系能量較低,原子較穩(wěn)定,故銅原子的電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1。 【歸納總結(jié)】1.核外電子排布的書寫方法總結(jié):原子原子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意示意圖圖含義含義將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實例實例電子電子排布排布式式含義含義用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子用數(shù)字在能級符號

14、右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù)的式子數(shù)的式子實例實例K:1sK:1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1簡化簡化電子電子排布排布式式含義含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣為了避免電子排布式書寫過于繁瑣, ,把內(nèi)層電子把內(nèi)層電子達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元達到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號外加方括號表示素符號外加方括號表示實例實例K:Ar4sK:Ar4s1 1電子電子排布排布圖圖含義含義每個方框代表一個原子軌道每個方框代表一個原子軌道, ,每個箭頭代表一個每個箭頭代表一個電子電子實例實例Al:Al:2.電子排布式書寫方法的兩點認識:

15、(1)簡單原子的核外電子排布式:按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的原子軌道中。例如7N:1s22s22p3。(2)復(fù)雜原子的核外電子排布式:先按能量從高到低排列,然后再把同一層的電子排在一起。如26Fe,先按能量從高到低排列為1s22s22p63s23p64s23d6,然后將同一層的電子移到一起即可:1s22s22p63s23p63d64s2。過關(guān)小練即時應(yīng)用1.寫出下列粒子的電子排布式或電子排布圖。(1)電子排布式。17Cl: ;Ca2+: ;S2-: ;24Cr: 。(2)電子排布圖。O2-的電子排布圖: ;F的最外層電子排布圖: 。(3)寫出Al、C的最外層電子排布式: 、 。

16、【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點:(1)明確微粒核外電子數(shù);(2)書寫時必須遵循核外電子排布的三原則;(3)注意電子排布圖和外圍電子排布圖的區(qū)別?！窘馕觥?1)根據(jù)核外電子排布的三個原則進行書寫即可。注意離子的電子排布式的最外層電子的變化,如Ca2+要失去最外層電子,而S2-要得到2個電子。(2)O2-的電子排布式為1s22s22p6,故其電子排布圖為 。F的最外層電子排布式為2s22p5,故其電子排布圖為 。(3)Al的最外層為M層,有3個電子,故其電子排布式為3s23p1。C的最外層為L層,有4個電子,最外層電子排布式為2s22p2。答案:(1)1s22s22p63s23p51s22s

17、22p63s23p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d54s1(2)(3)3s23p12s22p2【互動探究】(1)寫出24Cr外圍電子排布式和外圍電子排布圖。提示:24Cr外圍電子排布式3d54s1,其外圍電子排布圖為 。(2)寫出第4周期元素中單電子數(shù)最多的元素的電子排布式。提示:根據(jù)(1)可以得出第4周期中單電子數(shù)最多的元素為鉻元素,根據(jù)其外圍電子排布圖可以得出其原子中含有5個單電子。2.下列電子排布圖所表示的元素原子中,其能量處于最低狀態(tài)的是()【解析】選D。A、C項違背了能量最低原理;B項違背了洪特規(guī)則,故A、B、C均不為能量最低狀態(tài),D項為能量最低狀態(tài)。【補償訓(xùn)練】下列表示式錯誤的是()A.Na+的電子排布圖:B.Na+的結(jié)構(gòu)示意圖:C.Na的電子排布式:1s22s22p63s1D.Na的簡化電子排布式:Na3s1【解析】選D。鈉原子的電子排布式為1s22s22p63s1,或?qū)憺镹e3s1,Na+的原子核內(nèi)有11個質(zhì)子,核外有10個電子,結(jié)構(gòu)示意圖為 。感謝您的觀看。