原子结构电子云与原子轨道培训教材课件.ppt

1、 第一节第一节原子结构原子结构第一章第一章原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子的原子的 组成组成核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数原子核原子核核外电子核外电子 质子质子 中子中子XAZ知识回顾知识回顾原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)（1 1）先排能量低的电子层，）先排能量低的电子层，由里往外由里往外再排能再排能量高的电子层。量高的电子层。（2 2）每一层最多容纳电子数：）每一层最多容纳电子数：2n2n2

2、 2个。个。（3 3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8 8个（个（K K层为最外层层为最外层时不超过时不超过2 2个）。个）。（4 4）次外层电子数不超过）次外层电子数不超过1818个，倒数第三层个，倒数第三层不超过不超过3232个。个。核外电子的分层排布规律核外电子的分层排布规律:原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)1 1、什么叫什么叫能能层？层？在含有多个电子的原子里在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区电子分别在能量不同的区域内运动域内运动,这种不同的区域这种不同的区域称为电子层称为电子层(n)(n)即能层即能层

3、二、能层与能级二、能层与能级原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)能层能层1 12 23 34 45 5n n符号符号K KL LM MN NO O 2 2 8 8 18 18 32 32 50 502n2n2 2二、能层与能级二、能层与能级1 1、能层、能层离核近离核近能量能量原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)能级能级：(电子亚层）电子亚层）在多电子原子中，在多电子原子中，同一能层同一能层的的电子的能量也可能不同，可以电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的能级将它们分为

4、不同的能级（s s、p p、d d、f)f)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)2.2.各能层所包含的能级类型及各各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能层、能级最多容纳的电子数能层能层(n)(n)一一二二三三四四五五六六七七符号符号K KL LM MN NO O P P Q Q能级能级(l)(l)1s1s 2s2s 2p2p 3s3s 3p3p 3d3d 4s4s 4p4p 4d4d 4f4f 最多容最多容纳的电纳的电子数子数2 22 26 62 26 6 1010 2 26 6 1010 1414 2 28 8181

5、832322n2n2 2能级数能级数=能层序数能层序数原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)每一能层中，能级符号的顺序是每一能层中，能级符号的顺序是nsns、npnp、ndnd、nfnf（n n代表能层）代表能层）任意能层总是从任意能层总是从s s能级开始，且能级数能级开始，且能级数=该能层该能层序数。序数。例如第三能层有例如第三能层有 3 3 能级，分别是能级，分别是3s 3s 3p 3p 3d3d。以以s s、p p、d d、f f各能级最多容纳的电子数依各能级最多容纳的电子数依次为次为1 1、3 3、5 5、7 7的的2 2倍。倍

6、。原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数（纳的电子数与能层的序数（n n）之间存在）之间存在什么关系？什么关系？3.3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的英文字母相同的不同能级中，所容纳的最多电子数是否相同？最多电子数是否相同？2.2.不同的能层分别有多少个能级，与能不同的能层分别有多少个能级，与能层的序数（层的序数（n n）之间存在什么关系？）之间存在什么关系？学与问学与问2n2原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与

7、原子轨道培训教材(PPT34页)每个能层每个能层(n)(n)中，能级符号的顺序中，能级符号的顺序是是_ _任一能层，能级数任一能层，能级数=_=_数数s s、p p、d d、f f可容纳的电子数依次是可容纳的电子数依次是_ _ nsns、npnp、ndnd、nfnf 小结：小结：能层序能层序2 6 10 142 6 10 14原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)太阳电子云与原子轨道电子云与原子轨道原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)宏观物体的运动特征宏观物体的运动特征 可以准

8、确地测出它们在某一时可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。可以描画它们的运动轨迹。原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)H原子结构模型电子的运动特征与行星相同吗？原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)微观物体的运动特征：微观物体的运动特征：电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.119.111010-3131千克；千克；相对于宏观物体而言核外电子的相对于宏观物体而言核外电子的运动范围很小；运动范围很小；电子的运动

9、速度很大；电子的运动速度很大；没有固定的轨迹没有固定的轨迹测不准测不准原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述l电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。l电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。而是表示电子在此空间出现的机率。l电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述核外空间的概率密度分布的形象化描述电子云

10、的演示电子云的演示五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道原子轨道：电子云的轮廓图（原子轨道：电子云的轮廓图（90%）原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图*S S能级的原子轨道是球形对称的能级的原子轨道是球形对称的.*能层序数能层序数n n越大越大,原子轨道半径越大原子轨道半径越大原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)能层序数越大原子轨道的半径能层序数越大原子轨道的半径所有的所有的S能级原子轨道都是能级原子轨道都是形的，形的，球球1S能层只

11、有个轨道能层只有个轨道S S能级的原子轨道图能级的原子轨道图原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)xyzxyzP P能级的原子轨道能级的原子轨道xyz*P P能级的原子轨道是能级的原子轨道是哑铃型的哑铃型的,每个每个P P能级能级有有3 3个原子轨道个原子轨道,它们它们相互垂直相互垂直,分别以分别以P Px x,P,Py y,P,PZ Z表示表示.这三个这三个轨道的能量相等轨道的能量相等原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)d d能级的原子轨道有能级的原子轨道有 个个.d能级的原

12、子轨道能级的原子轨道5原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)能级与原子轨道数和容纳电子数的关系能级与原子轨道数和容纳电子数的关系 能级能级 s s p p d d f f最多容最多容纳的电纳的电子数子数原子轨原子轨道数道数一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳个电子个电子原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)1.最低能量原理最低能量原理电电子在原子轨道上的排子在原子轨道上的排布，要尽可能使电子布，要尽可能使电子的能量最低。的能量最低。四四核外电子排布规则核外电子排布规则原子结构

13、电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)2.泡利不相容原理泡利不相容原理每个原子轨道每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方最多只能容纳两个电子，且自旋方向必须相反向必须相反3.洪特规则洪特规则-电子在等价轨道上排布时，电子在等价轨道上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同相同He原子的核外电子排布原子的核外电子排布N原子的核外电子排布原子的核外电子排布原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)课堂练习 用轨道表示式表示出铁原用轨道表示式表示出铁

14、原子的核外电子排布子的核外电子排布洪特规则洪特规则泡利原理泡利原理能量最低原理能量最低原理原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)画出24Cr 的轨道排布式洪特规则的特例：洪特规则的特例：在等价轨道的全充满（在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（）、半充满（p3，d5，f7）全空时）全空时(p0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较的状态，具有较低的能量和较大的稳定性。大的稳定性。1s22s22p63s23p64s23d44s13d5原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT3

15、4页)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。能级和各能级上的电子数。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。各轨道上的电子分布情况，自旋方向。原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)4、以下是表示铁原子的以下是表示铁原子的3 3种不同化学用语。种不同化学用语。铁原

16、子结构示意图铁原子结构示意图铁原子电子排布式铁原子电子排布式铁原子电子排布图铁原子电子排布图（轨道表示式）（轨道表示式）1s22s22p63s23p63d64s2原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)核外电子排布规则核外电子排布规则:1.1.能量最低原理能量最低原理 2.2.泡利不相容原理泡利不相容原理 原子的电子排布遵循原子的电子排布遵循构造原理构造原理使整个原子的使整个原子的能量处于最低状态能量处于最低状态一个原子轨道最多容一个原子轨道最多容纳纳2 2个电子，而且自旋个电子，而且自旋方向方向相反相反。原子结构电子云与原子轨道培训教材

17、(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)思考：写出思考：写出NeNe原子的轨道表示式原子的轨道表示式1s2s2p那么那么O原子的轨道表示式原子的轨道表示式怎么写呢？怎么写呢？1s2s2p原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)3.3.洪特规则洪特规则 当电子排布在当电子排布在同一能级同一能级的不同轨道时，的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。的轨道），而且自旋方向相同。d轨道电子分布和自旋情况正确的是（轨道电子分布和自旋情况正确的是（）BDF原

18、子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)4.4.补充规则补充规则相对稳定的状态相对稳定的状态全充满（全充满（p p6 6，d d1010，f f1414）全空时（全空时（p p0 0，d d0 0，f f0 0）半充满（半充满（p p3 3，d d5 5，f f7 7）1.1.写出写出2424Cr、29Cu的电子排布式和的电子排布式和轨道表示式轨道表示式2.2.某元素的原子，某元素的原子，3p3p能级有两个未能级有两个未成对电子，则该原子可能是？成对电子，则该原子可能是？原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨

19、道培训教材(PPT34页)3.3.当碳原子的核外电子排布由当碳原子的核外电子排布由转变为转变为时，下列说法正确的是时，下列说法正确的是：A.A.碳原子由基态变为激发态碳原子由基态变为激发态 B.B.碳原子由激发态变为基态碳原子由激发态变为基态C.C.碳原子要从外界环境中吸收能量碳原子要从外界环境中吸收能量D.D.碳原子要向外界环境释放能量碳原子要向外界环境释放能量A CA C原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)基态碳基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是的方式正确的是A B C D基态

20、原子的基态原子的4s4s能级中只有能级中只有1 1个电子的元素共个电子的元素共有有A A1 1种种 B B2 2种种 C C3 3种种 D D8 8种种原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)科学探究科学探究1为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的2每个轨道最多能填几个电子每个轨道最多能填几个电子3填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系4电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)谢谢谢谢指指导导原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)原子结构电子云与原子轨道培训教材(PPT34页)