能量最低原理电子云原子轨道课件.ppt

1、1.1.能量最低原理能量最低原理: : 原子的电子排布遵循构造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能使整个原子的能量处于最低状态。最低状态。 2.2.基态原子基态原子: : 处于最低能量的原子处于最低能量的原子 ( (稳定稳定) )电子放电子放出能量出能量电子吸电子吸收能量收能量激发态原子激发态原子: :基态原子的电子吸收能量后电子会基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级跃迁到较高的能级, ,变为激发态原子。变为激发态原子。 ( (不稳定不稳定) )四.能量最低原理、基态与激发态、光谱 基态与激发态的关系基态与激发态的关系基态原子基态原子激发态原子激发态原子吸收能量吸收

2、能量释放能量释放能量发射光谱发射光谱吸收光谱吸收光谱能量较高能量较高能量最低能量最低基态与激发态相互转化的应用基态与激发态相互转化的应用 焰色焰色 反应反应光谱：光谱：按一定次序排列的彩色光带按一定次序排列的彩色光带3.3.原子光谱原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的摄取各种元素的电子的吸收光谱吸收光谱或或发射光谱发射光谱，总称，总称原子光谱原子光谱。 光谱分析：光谱分析： 在现代化学中，常利用在现代化学中，常利用原子光谱原子光谱上的特征谱上的特征谱线来鉴定元素，称为线来鉴定元素，称为

3、光谱分析光谱分析。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的发射光谱电子云电子云: :电子在原子核外出现的概率分布图。电子在原子核外出现的概率分布图。1s1s电子在原子核外出现的概率分布图电子在原子核外出现的概率分布图 2.核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述 电子云电子云只是形象地表示只是形象地表示 电子出现在各点的电子出现在各点的概率概率高低高低, ,而实际上并不存在。而实际上并不存在。 小黑点不表示电子，小黑点不表示电子，只表示电子在这里出只表示电子在这里出现过一次。现过一次。小黑点的疏密表示电小黑点的疏密表示电子在核外空间内出现子在核外空间内出现的

4、机会的多少。的机会的多少。电子轮廓图的制作 常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%90%的空间的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道原子轨道。各能级包含的原子轨道数：各能级包含的原子轨道数：（1 1）nsns能级各有能级各有1 1个原子轨道；个原子轨道；（2 2）npnp能级各有能级各有3 3个原子轨道；个原子轨道； （3 3）ndnd能级各有能级各有5 5个原子轨道；个原子轨道；（4 4）nfnf能级各有能级各有7 7个原子轨道；个原子轨道；3.原子轨道原子轨道-电子云轮廓图电子云轮廓图电子云形状电子云形状s s电子云呈球形，在半径相同

5、的球面上，电电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同；子出现的机会相同；p p电子云呈电子云呈哑铃形哑铃形 ( (或或纺锤形纺锤形) )；d d电子云是花瓣形；电子云是花瓣形；f f电子云更为复杂。电子云更为复杂。S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图* * S S能级的原子轨道是能级的原子轨道是球形对称球形对称的的* * 能层能层序数序数n n越大越大, ,原子轨道半径越大原子轨道半径越大xyzxyzP P能级的原子轨道图能级的原子轨道图xyz* * P P能级的原子轨道是哑能级的原子轨道是哑铃形的铃形的, ,每个每个P P能级有能级有3 3个个原子轨道原子轨道, ,它们相互垂直

6、它们相互垂直, ,分别以分别以P Px x,P ,Py y,P ,PZ Z表示表示。 泡利原理泡利原理 一个原子轨道中最多只能容一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自纳两个电子，且这两个电子的自旋方向必须相反，此时体系最稳旋方向必须相反，此时体系最稳定，原子的总能量最低。定，原子的总能量最低。 六、泡利原理和洪特规则六、泡利原理和洪特规则泡利不相容原理泡利不相容原理电子排布式电子排布式1s 2s电子排布图电子排布图 用一个表示一个原子轨道，用一个表示一个原子轨道，在中用在中用“”或或“”表示该轨表示该轨道上排入的电子。道上排入的电子。Li: 1s22s1洪特规则洪特规则 对于基态

7、原子，电子在能量相同对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。的轨道并且自旋方向相同。 C ：1s2 2s22p2泡利原理泡利原理：洪特规则洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占一个轨道（即分占时，总是优先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋状态相同。不同的轨道），而且自旋状态相同。 一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳2 2个电子，个电子，而且自旋方向相反。而且自旋方向相反。洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定洪特规则特例：洪特规则特例： 相对稳定的状相对稳定的状态态全充满（全充满（p6，d10，f14）全空时（全空时（p0，d0，f0）半充满（半充满（p3，d5，f7）确定原子序数确定原子序数方法导引方法导引 解答基态原子电子排布问题的一般思路：解答基态原子电子排布问题的一般思路：能量最低原则能量最低原则能级排布能级排布电子排布电子排布泡利不相容原理泡利不相容原理洪特规则洪特规则小结：小结：