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苏教版化学选修3专题2《原子核外电子的运动特征》 课件
原子核外电子的运动特征 宏观物体的运动特征: 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; 可以描画它们的运动轨迹。 原子核外电子的运动特征 一、电子层 二、原子轨道类型(或电子亚层) 三、原子轨道伸展方向 四、电子的自旋状态 原子核外电子的运动特征 原子核外电子的运动特征 动动脑 动动脑 * 第一单元 原子核外电子的运动 原子结构示意图: 镁原子 (Mg ) 原子核 质子数 电子层 该层上的电子数 第一层 倒数第一层 最外层 次外层 电子层数为_______层。 3 依据上页的原子结构示意图,回忆你所知道的原子的核外电子排布规律。 电子云 · 能量越高。 离核越远; 分层运动(排布); Q P O N M L K 7 6 5 4 3 2 1 核外电子排布规律: (1)能量最低原理: 电子先排布在能量较低的轨道上。 (2) 每层≤2n2个。 最外层≤ 8个(K层时≤2个),如果最外层为8个(K层为2个)就达到了饱和稳定结构。 次外层≤ 18个,倒数第三层≤ 32 要求:熟练掌握1-20号元素原子结构示意图及其对应的阴离子或阳离子结构示意图。 不可确定 可描述 (画图或函数描述) 轨迹 可测 能量 位移、能量 不可同时测定 可测 位移 很大(接近光速) 较小 速度 很小 很大 质量 微观粒子 宏观物体 宏观、微观运动的不同 微观物体的运动特征: 核外电子质量小,运动空间小,运动速率大。 无确定的轨道,无法描述其运动轨迹。 无法计算电子在某一刻所在的位置,只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。 核外电子运动的特征 可用统计(图示)的方法研究电子在核外出现的概率。电子云——电子在核外空间一定范围内出现的机会的大小,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___________, 成______________关系。 在多电子原子中,原子核外电子的运动状态不同,人们从以下四个方面描述原子核外电子的运动状态。 一、电子层(又称能层)n: Q P O N M L K 符号 离核越来越远,能量越来越高 7 6 5 4 3 2 1 电子层序数(n) 在含有多个电子的原子中,电子的能量往往是不同的。人们根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,认为核外电子分别处于不同的电子层上。 量子力学研究表明,处于同一电子层上的原子核外电子,能量也可能不同。 可以在不同类型的原子轨道上运动。 二、原子轨道类型——电子亚层 轨道的类型不同,轨道的形状也不同。 轨道上电子的能量也不相同。 用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。 物理意义:表示电子云的形状。 s轨道:球形 p轨道:纺锤形 d原子轨道是花瓣形的; f轨道形状更复杂。 原子轨道的表示方法: 第四电子层:有四种形状,决定有四种类型轨道。 记作4s,4p,4d,4f第五电子层:有五种形状,决定有五种类型轨道。 表示为ns,np,nd,nf等。 第一电子层:只一种形状——球形对称, 只有s轨道,记作1s。 第二电子层:有二种形状, 有二种类型轨道,分别记作2s、 2p。 第三电子层:有三种形状,分别是:球形,纺锤形,花瓣形, 有三种类型轨道。分别记作3s,3p,3d。 原子轨道种类数(或电子亚层数)与电子层序数相等, 即n层有n种轨道(或有n个电子亚层)。 形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同的伸展方向。 三、轨道的伸展方向: p轨道在空间有x、y、z轴3个互相垂直的伸展方向, 所以p轨道含3个轨道,分别记作:px、py、pz。 s轨道是球形对称的,只有 1个轨道 d轨道有5个伸展方向,即有5个轨道, f轨道有7个伸展方向, 即有7个轨道。 物理意义:表示电子云在空间的伸展方向。与能量无关。 四、电子自旋: 原子核外电子还有一种称为“自旋”的运动。 原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态,通常人们用向上箭头“↑”和向下箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态。(但并非真像地球绕轴自旋一样) 每个轨道最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 电子平行自旋: 电子反向自旋: ↑↑ ↑↓ 电子的自旋状态 — n 4s,4p,4d,4f 4 3s,3p,3d 3 2s,2p 2 1s 1 可容纳的 电子数目 原子轨道 数目 原子轨 道类型 电子层 1 2 4 8 9 18 16 32 n2 2n2 总结:各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数
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