原子核外电子的运动特征.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,知识回顾,分子结构,原子结构,晶体结构,结构,性质,决定,1、原子是由哪些微粒构成的？,2、构成原子的各种微粒是否带有电荷？为什么原子呈电中性？,3、构成原子的各种微粒在数量上有什么变化规律？这些微粒的体积和质量有什么特点？,原子,原子核,核外电子,质子,中子,1、原子是由哪些微粒构成的？,1个质子带一个单位正电荷,1个电子带一个单位负电荷,中子不显电性,原子核内的质子数原子核外的电子数,2、构成原子的各种微粒是否带有电荷？为什么原子呈电中性？,原子呈电中性,3、构成原子的各种微粒在,数量,上有什么变化规律？这些微粒的,体积,和,质量,有什么特点？,构成原子,的微粒,电子,原子核,质子,中子,电性和电量,1个质子带一个单位正电荷,1个电子带一个单位负电荷,中子不显电性,质量/kg,9.10910,-31,1.67310,-27,1.67510,-31,相对质量,1/1836,1.0071,1.0081,2、原子结构的发展简史不同时期的原子结构模型:（请填要点）,古希腊原子论,道尔顿原子模型(1803年),汤姆生原子模型(1904年),卢瑟福原子模型(1911年),玻尔原子模型(1913年),电子云模型(1926年),古希腊原子论,古希腊哲学家,原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。,（Democritus，约公元前 460 年前 370 年）,原子,（朴素原子论）,道尔顿原子模型(1803年),原子在一切化学变化中不可再分，并保持自己的独特性质；同一元素所有原子的质量、性质都完全相同。不同元素的原子质量和性质各不相同；不同元素化合时，原子以简单整数比结合。,（化学原子论）,汤姆生原子模型(1904年),原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。,（“葡萄干布丁”模型）,（西瓜模型）,卢瑟福原子模型(1911年),原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。,(“行星系式”原子模型),(核式模型),玻尔原子模型(1913年),电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。,(电子分层排布模型),电子云模型(1926年),现代物质结构学说。波粒二象性。,(量子力学模型),核外电子质量小带负电荷，运动范围小，速度快，是否遵循宏观物体的运动规律？电子在核外运动时是否有一定的规律？,科学家是采取什么方法来研究电子在核外运动的？,关于电子在核外的运动，你现在已经知道哪些规律？,二、原子核外电子的运动特点,思考与交流,二、原子核外电子的运动特点,核外电子以极高的速度、在极小的空间做不停止的运转。不遵循宏观物体的运动规律（,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,）。,宏观物体与核外电子运动的比较,宏观物体,核外电子,质量,速度,位移,能量,轨迹,很大,很小,较小,很大(接近光速),可测,可测,可描述(画图或函数描述),位移、能量,不可同时测定,不可确定,二、原子核外电子的运动特点,可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的几率。,电子云,电子在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，人们形象的称为,电子云,。,电子云图中小黑点的疏密表示,电子在核外空间出现机会的大小,，与,电子在核外空间出现机会的大小,成,正比,关系。,二、原子核外电子的运动特点,原子核外电子分层排布的规律,核外电子是,分层,排布的,不同电子层上的电子能量不同，离核越,近,，能量越,低,；离核越,远,，能量越,高,电子优先排布在能量,最低,的电子层里,每个电子层所能容纳的电子数最多为,2n,2,（n为电子层数）,最外层电子数不超过,8,个（K为最外层时不超过2个），次外层不超过,18,个，倒数第三层不超过,32,个,交流与讨论P11,请完成表2-1 几种原子的原子序数、元素符号和原子结构示意图,原子序数,元素符号,原子结构示意图,8,11,13,18,思考与交流,我们已经知道电子是分层排布的，那么是什么原因导致电子分层排布即电子分层排布的依据是什么？,在多电子原子中，每一层上的电子又是怎样运动的？能量一样吗？运动区域的形状一样吗？,为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n,2,（n为电子层数）？为什么最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）？,同一原子中有没有两个完全相同的电子？,电子层,原子轨道的形状,原子,轨道的伸展方向,电子自旋,描述原子,核外电子运动特征的参数,内容提要,1、每个电子层的序数和符号怎样表示？,2、什么叫原子轨道？,3、原子轨道（能级）类型和形状如何？,4、不同电子层的轨道类型、数目、表示方法及所容纳 的最多电子数各是多少？,5、多电子原子中，原子轨道能量高低的规律如何？,6、同一轨道中的电子的自旋方向是否相同？,请阅读,、电子层（又叫能层）,分层依据：能量的较大差别，以及电子运动的主要区域或离核远近的不同。,电子云,电子分层运动（排布）；,离核越远；能量越高。,三、原子核外电子的运动特征,电子层序数(n),1,2,3,4,5,6,7,符号,K,L,M,N,O,P,Q,离核越来越远，能量越来越高,分层依据：,同一电子层上的电子能量不一定相同；处在同一电子层的电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动,、原子轨道（也叫电子亚层）,物理意义：表示电子云的形状,1、原子轨道（又叫能级）的类型：,轨道类型不同，轨道的形状也不同。人们用s，p，d，f表示不同形状的轨道。,不同类型的原子轨道分别是什么形状？,原子轨道形状电子云轮廓图,（1）s轨道的形状,球形,（2）p轨道的形状,纺锤形,（,哑铃形,）,（3）d轨道的形状,花瓣形,小结：原子轨道的类型和形状,原子轨道类型,s,p,d,f,原子轨道形状,球形,纺锤形,花瓣形,2、原子轨道的表示方法：,第,1,电子层：只有,1,种形状的轨道，即球形轨道，用,s,表示，叫,s,轨道，记作,1s,。,第,2,电子层：有,2,种形状的轨道，即球形和纺锤形。球形：,s,轨道，记作,2s,；纺锤形：用,p,表示，叫,p,轨道，记作,2p,。,第,3,电子层：,有,3,种形状的轨道，即球形、纺锤形和花瓣形。分别,记作,3s,，,3p,，,3d,。,第,4,电子层：有,4,种形状的轨道，分别记作,4s,，,4p,，,4d,，,4f,。,第,5,、,6,、,7,电子层依此类推。,表示为ns，np，nd，nf 等。,小结：原子轨道的表示方法,n,1,2,3,4,电子层,第一,第二,第三,第四,原子轨道,1s,2s 2p,3s 3p 3d,4s 4p 4d 4f,原子轨道,种类数,1,2,3,4,结论：,各电子层所包含的原子轨道的种类数等于电子层序数，即第n层就有n种原子轨道。,小结：,各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数,电子层,原子轨道,轨道的类型,原子轨道数目,可容纳电子数,1,2,3,4,n,1s,2s 2p,3s 3p 3d,4s 4p 4d 4f,_,1,2,3,4,n,1个,(1+3),4个,(1+3+5),9个,(1+3+5+7),16个,n,2,2,8,18,32,2n,2,2、下列电子层不包含d轨道的是,A、N层 B、M层 C、L层 D、K层,课堂练习,1、在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量,。,3、理论研究证明，多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成不同的原子轨道，第三电子层有3种原子轨道分别为,。,越低,3s、3p、3d,、原子轨道的伸展方向,表示电子云在空间的伸展方向，与能量无关。伸展方向决定该种类型原子轨道的数目。每个原子轨道最多可以容纳2个电子。,s轨道是球形对称的，所以只有,1,个轨道，可容纳,2,个电子。,p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，所以p轨道含,3,个轨道：p,x,、p,y,、p,z,，可容纳,6,个电子.,、原子轨道的伸展方向,d轨道有5个伸展方向，即,5,个轨道，可容纳,10,个电子。,f轨道有7个伸展方向，即,7,个轨道，可容纳,14,个电子。,、原子轨道的伸展方向,3、第三电子层含有的轨道数为,A、3 B、5 C、7 D、9,2、下列轨道含有轨道数目为3的是,A、1s B、2p C、3p D、4d,1、4d轨道中最多容纳电子数为,A、2 B、10 C、14 D、18,课堂练习,4、下列关于电子层与原子轨道类型的说法中不正确的是(),A、原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为2n,2,B、任一电子层的原子轨道总是从s轨道开始，而且原子轨道类型数目等于该电子层序数,C、同是s轨道，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的,D、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,课堂练习,C,小结：,各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数,电子层,原子轨道类型,原子轨道的种类数,原子轨道 数目,可容纳电子数,1,2,3,4,n,1s,2s 2p,3s 3p 3d,4s 4p 4d 4f,_,1,2,3,4,n,1个,(1+3),4个,(1+3+5),9个,(1+3+5+7),16个,n,2,2,8,18,32,2n,2,、电子自旋,电子的自旋方式有两种：,顺时自旋,和,逆时自旋,。分别用,和,表示。,自旋平行：,自旋相反：,电子自旋状态,注：每个原子轨道最多只能排布两个自旋相反的电子。,问题回顾,我们已经知道电子是分层排布的，那么是什么原因导致电子分层排布即电子分层排布的依据是什么？,在多电子原子中，每一层上的电子又是怎样运动的？能量一样吗？运动区域的形状一样吗？,为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n,2,（n为电子层数）？为什么最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个）？,、原子轨道的能量比较规律,1、相同电子层上原子轨道能量的高低：,nsnpndnf,2、形状相同的原子轨道能量的高低：,1s2s3s4s 2p3p4p5p ,3、电子层和形状相同的原子轨道的能量相等：,如2p,x,=2p,y,=2p,z,原子轨道的能量顺序图（即轨道能级图）,各原子轨道能量高低：（从,3d,轨道开始发生能量交错）1s2s2p3s3p4s,3d,4p5s,4d,5p6s,4f,5d,6p7s,5f,6d,7p,1s2s2p3s3p4s,3d,4p5s,4d,5p6s,4f,5d,6p7s,5f,6d,7p,/,/,/,/,/,/,1s,2s 2p,3s 3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s,5f,6d,7p,说明,1、自左向右、自上而下，轨道能量依次递增。,2、每个能级组以,ns,轨道开始、以,np,轨道结束。,能级组的记忆方法,课堂练习,1、比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低,（1）1s、3d （2）3s、3p、3d （3）2p、3p、4p,（4）3p,x,、3p,y,、3p,z,（5）3p,x,，3p,z,，4p,2,、将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由高到低的顺序排列,1s 4p 2s 3s 5f 4s,=,=,=,4p,4s,3s,2s,1s,完成课本P12 页问题解决,完成课本P13 页交流与讨论,知识回顾,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,一、,人类对,原子结构的认识,二、原子核外电子的运动特点,三、原子核外电子的运动特征,知识回顾,、电子层,电子层序数（n）,1,2,3,4,5,6,7,符号,K,L,M,N,O,P,Q,分层依据,离核越来越远，能量越来越高,、原子轨道类型及表示方法,原子轨道类型,s,p,d,f,原子轨道形状,球形,纺锤形,花瓣形,1、原子轨道类型及形状：,2、原子轨道的表示方法：,4s 4p 4d 4f,3s 3p 3d,2s 2p,1s,原子轨道,第四,第三,第二,第一,电子层,4,3,2,1,n,ns，np，nd，nf,知识回顾,、原子轨道的伸展方向,知识回顾,原子轨道类型,伸展方向,轨道数目,s,1,1,p,3,（,p,x,、p,y,、p,z,）,3,d,5,5,f,7,7,各电子层包含的原子轨道类型、数目和可容纳的电子数：详见教材,P12,知识回顾,、电子自旋状态,自旋平行：,自旋相反：,、轨道能量高低的比较,1s2s2p3s3p4s,3d,4p5s,4d,5p6s,4f,5d,6p7s,5f,6d,7p,（从3d轨道开始发生能量交错）,核外电子的运动状态,小结：,电子层,n(能层),原子轨道形状,或电子云形状（能级）,原子轨道或电子云在空间的伸展方向,电子的自旋状态（或自旋方向）,描述核外电子运动状态的参数,（,1）电子分层排布的依据是什么？,（2）在多电子原子中，每一层上的电子能量一样吗？,运动区域的形状一样吗？,（3）为什么每个电子层所能容纳的电子数最多为2n,2,（n为电子层数）？,（4）有没有两个完全相同的电子？,？问题回顾,专题2 原子核外电子的运动特征,现在你知道了吗？,电子的能量,电子的能量不同,有不同,有不一样,没有,课堂巩固题,1、氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是（）,A1个小黑点表示一个电子,B黑点的多少表示电子个数的多少,C表示电子运动的轨迹,D表示电子在核外空间出现机会的多少,课堂巩固题,2、以s、p、d、f 的排序，各轨道可容纳的电子数依次为（）,A1、3、5、7,B2、6、10、14,C1、2、3、4,D2、4、6、8,3、填写下表：,电子层,原子轨道数,最多容纳的电子数,6,s,5 d,4 f,4、指出下列数字和符号所表示的意义：,3p,2,3p,6,3d,5,4f,14,5、以下原子轨道的表示方法不正确的是,A、3s B、3p C、3d D、3f,6、下列电子层不包含d轨道的是,A.N层 B.M层 C.L层 D.K层,7、下列轨道含有轨道数目为3的是,A、1s B、2p C、3p D、4d,9、第三电子层含有的轨道数为,A、3 B、5 C、7 D、9,8、3d轨道中最多容纳电子数为,A、2 B、10 C、14 D、18,10、第二电子层最多含有的电子数是,A、2 B、4 C、8 D、10,