第1讲（原子核与核外电子排布）课件.ppt
原子核与核外电子排布,一、原子结构模型的发展史,古典原子论,德谟克利特,近代原子学说,道尔顿,葡萄干面包模型,汤姆孙,卢瑟福,行星模型,波尔原子模型,波尔,电子云模型,薛定谔,二.核外电子排布,1、原子核外电子的运动特征,1）绕核运动的速度极快（106m/s)且没有确定的轨道，因此不能测定它在某一时刻的位置和运动轨迹。,2）电子的运动状态是通过它在原子核外某一空间区域出现机会的多少来描述。,2、电子云,为直观起见，把电子在原子核外某处出现的机会多少的状况用不同密集程度的小点来表示，就好像电子在原子核周围形成了云雾，故称电子云,思考从氢原子电子云剖面图中分析，小白点的疏密与什么有关？你知道小白点疏密所表示的意义吗？,3、核外电子的运动状态 1）,1）电子层：,电子的能量：低高,第一层,第二层,第三层,第四层,第五层,第六层,第七层,K层,L层,M层,N层,O层,P层,Q层,3、核外电子的运动状态 2）,2）电子亚层：,同一电子层中不同亚层的电子能量也不同：EsEpEdEf,Ex请将同一原子的2p,3d,2s,1s,3p,4f,3s亚层中的电子按其能量由低到高的顺序排列。,原子核外电子的能量由所处的电子层和电子亚层共同决定。,3、核外电子的运动状态 3）,3）电子云的伸展方向,s-1种伸展方向,-3种伸展方向,pz = px = py,d-5种伸展方向,f-7种伸展方向,轨道的概念：在一定的电子层上，具有一定的形状和伸展方向的电子云所占据的空间称为一个轨道。,3、核外电子的运动状态 4）,各电子层中最多轨道数为电子层序数(n)的平方，即n2个轨道,4）电子的自旋,电子自旋有两种状态，相当于顺时针和逆时针两种方向（用或 表示）。每个轨道最多可容纳2个自旋方向相反的电子,4、核外电子排布规律,核外各个电子层最多能容纳的电子数为_最外电子层上的电子数不超过_个次外层上的电子数不超过_个 倒数第三层不超过_个原子核外电子排布时，一般先占有能量较低的轨道，然后，电子才依次进入能量较高的轨道。,2n2,8,18,32,思考,画出15号、35号、51号、82号、114号、26号元素的原子结构示意图,三、核外电子排布的规律,1.能量最低原理电子在核外排布时，尽可能占据能量最低的轨道1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p能级交错现象：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 核外电子排布式：表示原子核外电子在每个电子层中各个亚层排布情况的式子,1.能量最低原理,Ex3写出下列原子的核外电子排布式 O、P、Ca、Fe(26号),书写电子排布式时，要从左向右按电子层能量递增的顺序排列；每个电子层中的亚层是按s p d f能量递增的顺序排列；各电子亚层上的电子数标在亚层符号的右上角。,例如氮原子的电子排布式为1s22s22p3,解析:O-1s22s22p4; P-1s22s22p63s23p3; Ca-1s22s22p63s23p64s2; Fe-1s22s22p63s23p63d64s2,2.泡利（Pauli）不相容原理,2.泡利（Pauli）不相容原理同一原子中，没有运动状态四个方面完全一样的电子，即每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子,思考用轨道表示式描述B原子的核外电子排布,C原子的轨道表示式？,轨道表示式：表示原子核外电子排布的图式之一。用一个方框(或圆圈)表示一个轨道，用“”和“”表示电子自旋状态和数目。,2.泡利（Pauli）不相容原理,思考用轨道表示式描述B原子的核外电子排布,C原子的轨道表示式？,解析:B 1s 2s 2p,解析:C 1s 2s 2p,1s 2s 2p,1s 2s 2p,1s 2s 2p,3.洪特规则,3.洪特规则在能量相同的轨道上有多个电子时，电子尽可能的先分占不同轨道，且保持自旋状态相同，这样排布可使体系能量降到最低最稳定。,Ex4写出下列原子的价层电子轨道表示式：N、O、Fe、Cr（24号）,解析:N 2s 2p O 2s 2p,Fe 3d 4s Cr 3d 4s,3.洪特规则,3.洪特规则在能量相同的轨道上有多个电子时，电子尽可能的先分占不同轨道，且保持自旋状态相同，这样排布可使体系能量降到最低最稳定。,推论：电子排布时，电子亚层处于全充满，半充满，全空状态时比较稳定,Ex5写出Cu（29号）的核外电子排布式,解析：Cu-1s22s22p63s23p63d104s1,例题1,以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是（ ） A：He B C1s2 D,D,解析：A选项仅表示出氦原子的原子符号B选项表示出氦原子的电子层C选项表示出氦原子的电子层和电子亚层D选项表示出氦原子的电子层、电子亚层、电子云的伸展方向（即轨道）以及电子的自旋,小结:轨道表示式对电子运动状态的描述最详尽,下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是（ ） A.3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为 1s22s22p63s23p2的原子B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为 1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外层电子数是核外电子总数的一半的原子和价电子排布为 2s22p2的原子D.2p轨道有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为 2s22p5的原子,例题2,B,C,
