核外電子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)

1、一、原子核外電子運(yùn)動(dòng)的特征1 1、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特征、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)特征下面以鉛球的自由落體運(yùn)動(dòng)為例：下面以鉛球的自由落體運(yùn)動(dòng)為例：S=1/2gtS=1/2gt2 2 V=gt V=gt 所處的位置及運(yùn)行的速度；所處的位置及運(yùn)行的速度； 可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。歸納宏觀物體運(yùn)動(dòng)的特征：歸納宏觀物體運(yùn)動(dòng)的特征：n可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時(shí)刻可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時(shí)刻 所處的位置及運(yùn)行的速度；所處的位置及運(yùn)行的速度；n可以描畫它們的運(yùn)動(dòng)軌跡?？梢悦璁嬎鼈兊倪\(yùn)動(dòng)軌跡。2、核外電子運(yùn)動(dòng)的特征：、核外電子運(yùn)動(dòng)的特征：電子質(zhì)量很小電子質(zhì)量很小（9.19.11010-31-31kg

2、kg）帶負(fù)電荷帶負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)范圍小運(yùn)動(dòng)范圍小（直徑約為（直徑約為1010-10-10m m ）高速運(yùn)動(dòng)，接近光速高速運(yùn)動(dòng)，接近光速結(jié)論：結(jié)論： 電子的運(yùn)動(dòng)電子的運(yùn)動(dòng)與與宏觀物體宏觀物體的運(yùn)動(dòng)不同，的運(yùn)動(dòng)不同，宏觀物體遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律宏觀物體遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律,而電子運(yùn)動(dòng)不遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律而電子運(yùn)動(dòng)不遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律.原子核外電子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道原子核外電子的運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道,不不能同時(shí)準(zhǔn)確地測定電子在某一時(shí)刻所處能同時(shí)準(zhǔn)確地測定電子在某一時(shí)刻所處的位置和運(yùn)動(dòng)速度的位置和運(yùn)動(dòng)速度,也不能描畫出它的運(yùn)也不能描畫出它的運(yùn)動(dòng)軌跡動(dòng)軌跡.思考：思考：如何描述核外電子的運(yùn)動(dòng)？如何描述核外電子的運(yùn)動(dòng)？1、

3、只能用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)、只能用統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)指出它在原子核外指出它在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少空間某處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少。2、用、用“電子云電子云”形象的描述核外電子的形象的描述核外電子的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。氫原子的五次瞬間照相氫原子的五次瞬間照相:電子云演示呈球形分布呈球形分布在離核近處密度大在離核近處密度大,離核遠(yuǎn)處密度小離核遠(yuǎn)處密度小.氫原子的電子云的特征：而多電子原子的電子而多電子原子的電子云則比較復(fù)雜。云則比較復(fù)雜。用小黑點(diǎn)的疏密來形象化描述電子用小黑點(diǎn)的疏密來形象化描述電子在原子核周圍出現(xiàn)機(jī)會(huì)多少的圖象在原子核周圍出現(xiàn)機(jī)會(huì)多少的圖象-電子云電子云.1、氫原子的電子云圖中的小黑點(diǎn)表示的、氫原子的電子云

4、圖中的小黑點(diǎn)表示的意義是（意義是（ ） （A）一個(gè)黑點(diǎn)表示一個(gè)電子）一個(gè)黑點(diǎn)表示一個(gè)電子 （B）黑點(diǎn)的多少表示電子個(gè)數(shù)的多少）黑點(diǎn)的多少表示電子個(gè)數(shù)的多少 （C）表示電子運(yùn)動(dòng)的軌跡）表示電子運(yùn)動(dòng)的軌跡 （D）電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少）電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少D二二.核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1. 電子層電子層 根據(jù)電子的能量差異和空間運(yùn)動(dòng)范圍離核的根據(jù)電子的能量差異和空間運(yùn)動(dòng)范圍離核的遠(yuǎn)近不同遠(yuǎn)近不同,核外電子分別處于不同的電子層核外電子分別處于不同的電子層.電子層電子層 n= 1 2 3 4 5 6 7K L M N O P Q 電子離核距離電子離核距離 近近 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 能量能量

5、低低 高高2.電子亞層電子亞層(同一電子層中同一電子層中,電子運(yùn)動(dòng)形狀不同電子運(yùn)動(dòng)形狀不同,能量也有區(qū)別能量也有區(qū)別)四種亞層四種亞層 S、P、d、 f 電子層和電子亞層關(guān)系電子層和電子亞層關(guān)系n=1 s亞層亞層 1sn=2 s、p亞層亞層 2s、2pn=3 s、p、d亞層亞層 3s、3p、3dn=4 s、p、d、f亞層亞層 4s、4p、4d、4f形狀：形狀：s球形球形 p-紡錘形紡錘形 d-花瓣形花瓣形 f-十字花瓣形十字花瓣形 同層中能量同層中能量 nsnpndnf3. 電子云伸展方向電子云伸展方向軌道軌道p電子云電子云三個(gè)伸展方向三個(gè)伸展方向f電子云電子云七個(gè)伸展方向七個(gè)伸展方向問題問題

6、: (px py pz)能量是否相同能量是否相同?(px py pz)(3px = 3py =3 pz) 2px 3px 4px 軌道軌道-在一定電子層上具有一定形狀和一定伸在一定電子層上具有一定形狀和一定伸展方向的電子云所占據(jù)的空間稱展方向的電子云所占據(jù)的空間稱軌道軌道.S電子云電子云-一個(gè)伸展方向一個(gè)伸展方向d電子云電子云五個(gè)伸展方向五個(gè)伸展方向,s s軌道：軌道：球球形形電子云的伸展方向電子云的伸展方向:p p軌道：軌道：紡錘紡錘形形電子云的伸展方向電子云的伸展方向:Px Py Pz 形狀：形狀：d軌道電子云伸展方向軌道電子云伸展方向花瓣形花瓣形形狀：形狀：f軌道電子云伸展方向軌道電子云

7、伸展方向復(fù)雜花瓣形復(fù)雜花瓣形自旋方向示意圖：自旋方向示意圖：4. 電子的自旋電子的自旋 每一個(gè)軌道中最多只能容納二個(gè)自旋每一個(gè)軌道中最多只能容納二個(gè)自旋方向相反的電子方向相反的電子.電子層電子層序數(shù)序數(shù)電子亞層電子亞層軌道數(shù)軌道數(shù) n2最多可容納最多可容納電子數(shù)電子數(shù)2n21234.nss.ps.p.ds.p.d.f1=121+3+5=9=321+3+5+9=16=421+3=4=22n22818322n2小結(jié)小結(jié)： 電子云形狀電子云形狀-由電子亞層決定由電子亞層決定. 電子的能量電子的能量-由電子層、電子亞層決定。由電子層、電子亞層決定。 軌道軌道-由電子層、電子亞層、電子云伸展方由電子層、

8、電子亞層、電子云伸展方向決定。向決定。 電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)-由電子層、電子亞層、電由電子層、電子亞層、電子云伸展方向和電子的自旋四個(gè)方面描述。子云伸展方向和電子的自旋四個(gè)方面描述。表表5-2 稀有氣體原子的電子層排布稀有氣體原子的電子層排布核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLM N O Q21018365486氫氖氬氪氙氡HeNeArKrXeRn22 828828 18828 1818 828 18 32 18 8（2 2）各層最多容納）各層最多容納2n2n2 2 個(gè)電子個(gè)電子（3 3）最外層不超過）最外層不超過8 8個(gè)（個(gè)（K K層層2 2個(gè)）個(gè)）（4 4）次外層不超過）次

9、外層不超過1818個(gè)，倒數(shù)第個(gè)，倒數(shù)第 三層不超過三層不超過3232個(gè)。個(gè)。相互制約，相互聯(lián)系相互制約，相互聯(lián)系核外電子排布規(guī)律核外電子排布規(guī)律: :（1 1）能量最低原理）能量最低原理三、核外電子排布式與軌道表示方式三、核外電子排布式與軌道表示方式1、泡利不相容原理、泡利不相容原理 同一軌道上最多可容納電子自旋方向相反同一軌道上最多可容納電子自旋方向相反的兩個(gè)電子。的兩個(gè)電子。核外電子排布的原則核外電子排布的原則 在同一原子里在同一原子里,沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)電子存在。兩個(gè)電子存在。2、能量最低原理：、能量最低原理：電子優(yōu)先進(jìn)入能量低電子優(yōu)先進(jìn)入能量低的軌道。的軌

10、道。E1SE2SE2PE3SE3P（1）按能量由低到高順序，正確書寫軌道符號(hào)。）按能量由低到高順序，正確書寫軌道符號(hào)。（2）按電子排布規(guī)律，分別在）按電子排布規(guī)律，分別在s.p等亞層右上角等亞層右上角填寫所排電子的數(shù)目。填寫所排電子的數(shù)目。例例1.寫出寫出118號(hào)元素原子的核外電子排布式。號(hào)元素原子的核外電子排布式。核外電子排布式書寫核外電子排布式書寫電子排布式：電子排布式：6C 1s2 2s2 2p2 7N 1s2 2s2 2p3 8O 1s2 2s2 2p4 9F 1s2 2s2 2p5 軌道表示式軌道表示式S區(qū)區(qū) 、P區(qū)區(qū)例例2. O2-離子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有離子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有( )

11、A.3種種 B. 8種種 C.10種種 D.12 種種C其原子最外層有其原子最外層有_種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子，子， 其原子中有其原子中有_種能量不同的電子；種能量不同的電子；65其屬于其屬于_區(qū)元素。區(qū)元素。P3 3洪特規(guī)則洪特規(guī)則: :6 6C C 軌道表軌道表示式示式 在能量相同的軌道上在能量相同的軌道上電子電子以以相同的相同的自旋方向，自旋方向，分占不同的軌道分占不同的軌道. 7N軌道表軌道表示式示式 8O軌道式軌道式 9F軌道式軌道式 寫出寫出19、20、26號(hào)元素原子的核外電子排布式。號(hào)元素原子的核外電子排布式。多電子原子中能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象多電子原子中能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象1s2s

12、 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 5d 6fE:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p電子填入軌道的先后順序電子填入軌道的先后順序多電子原子中能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象多電子原子中能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象原因：原因：除原子核對(duì)電子影響外，還存在各電除原子核對(duì)電子影響外，還存在各電子之間的相互作用，減弱了原子核對(duì)外層電子之間的相互作用，減弱了原子核對(duì)外層電子的作用子的作用.ns(n-1)d(n-2)fnp22Ti26Fe的核外電子排布式的核外電子排布式例如：例如：22Ti 26Fe 24Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 實(shí)驗(yàn)測定：實(shí)驗(yàn)測

13、定： 1s22s22p63s23p63d54s1填入按能級(jí)順序填入按能級(jí)順序書寫按電子層順序書寫按電子層順序價(jià)電子價(jià)電子29Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 實(shí)驗(yàn)測定實(shí)驗(yàn)測定 ： 1s22s22p63s23p63d104s1 再如：再如：1s22s22p63s23p63d24s2 1s22s22p63s23p63d64s2全充滿全充滿 ：p6 , d10 , f14 半充滿半充滿 ：p3 , d5 , f7 全空全空 ： p0 , d0 , f0 特例特例: 同一電子亞層全充滿、半充滿、或全空的狀態(tài)同一電子亞層全充滿、半充滿、或全空的狀態(tài)都是能量較低的穩(wěn)定狀態(tài)。都是能量較低的穩(wěn)

14、定狀態(tài)。 24Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 實(shí)驗(yàn)測定：實(shí)驗(yàn)測定： 1s22s22p63s23p63d54s129Cu 1s22s22p63s23p63d94s2 實(shí)驗(yàn)測定實(shí)驗(yàn)測定 ： 1s22s22p63s23p63d104s1 比較：比較：為何核外電子排布最外層電子不超過為何核外電子排布最外層電子不超過8個(gè)，個(gè)，次外層電子不超過次外層電子不超過18個(gè)個(gè).表示表示原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)式有原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)式有:電子式電子式; 原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖; 特征電子構(gòu)型特征電子構(gòu)型(最外層電子排布式最外層電子排布式,即價(jià)電子數(shù)即價(jià)電子數(shù)); 核外電子排布式核外電子排布式; 軌道表示式

15、軌道表示式.寫出第三周期只有一個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào)寫出第三周期只有一個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào):1s22s22p63s11s22s22p63s23p11s22s22p63s23p5 Na Al Cl短周期短周期P亞層上有亞層上有2個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào)個(gè)未成對(duì)電子的元素符號(hào):1s22s22p21s22s22p41s22s22p63s23p2 C O Si1s22s22p63s23p4 S例例2.(1).短周期元素短周期元素P亞層未成對(duì)電子數(shù)最多亞層未成對(duì)電子數(shù)最多的元素原子是的元素原子是_.N、P(2).第三周期元素第三周期元素P亞層有一個(gè)未成對(duì)電子的亞層有一個(gè)未成對(duì)電子的元素元素_.Al、Cl

16、(3).第三周期元素第三周期元素P亞層有兩個(gè)未成對(duì)電子元亞層有兩個(gè)未成對(duì)電子元素原子的電子排布式和軌道表示式素原子的電子排布式和軌道表示式.例例. 下列原子的最外電子層中下列原子的最外電子層中,成對(duì)電子占成對(duì)電子占據(jù)的軌道和不成對(duì)電子占據(jù)的軌道數(shù)目相據(jù)的軌道和不成對(duì)電子占據(jù)的軌道數(shù)目相同的是同的是A. B B. K C. Si D. OA D下列電子排布式表示的微粒下列電子排布式表示的微粒,無法確定其無法確定其是原子還是離子的是是原子還是離子的是_.(A)1s2 (B )1s22s2 (C ) 1S22S22P63S23P6 (E)1s22s22p1AC例例9. 元素元素X的原子最外層電子排布

17、式是的原子最外層電子排布式是nsnnpn+1. 原子中能量最高的是原子中能量最高的是_電子電子,其電其電子云在空間有子云在空間有_種伸展方向種伸展方向;X的名稱是的名稱是_,其氫化物的電子式是其氫化物的電子式是_.2P33氮氮例例7 若若A元素原子的最外層電子的結(jié)構(gòu)是元素原子的最外層電子的結(jié)構(gòu)是ns2，則下列判斷正確的是，則下列判斷正確的是。(A). A一定是金屬元素一定是金屬元素 (B) .A一定是一定是AA 族元素族元素 (C). A的最高正價(jià)是的最高正價(jià)是+2價(jià)價(jià) (D).A不易形成負(fù)價(jià)不易形成負(fù)價(jià). DHe Be Mg Ca Fe例例8. 下列四種微粒中下列四種微粒中,不能破壞水的電離

18、不能破壞水的電離平衡的是平衡的是( ). X2- 1s22s22p63s23p6 Y 1s22s22p63s1 Z3+ 1s22s22p6A.W- 1s22s22p63s23p6D例例10.X.Y兩元素可形成兩元素可形成X2Y3型化合物型化合物,則則X.Y原子最外層的電子排布可能是原子最外層的電子排布可能是_.X 3s23p1 2s22p3 3s23p1 3s2Y 3s23p5 2s22p4 3s23p4 3s22P3(A) (B) ( C) (D)B C例例3. 下列各組原子中下列各組原子中,彼此的化學(xué)性質(zhì)一定相似彼此的化學(xué)性質(zhì)一定相似的是的是_.(A)P原子原子:1s2 Q原子原子:2s2

19、(B) P原子原子:M電子層上有電子層上有2個(gè)電子個(gè)電子. Q原子原子:N電子層上也有電子層上也有2個(gè)電子個(gè)電子.(C) P原子原子:2P亞層有亞層有1個(gè)未成對(duì)電子個(gè)未成對(duì)電子. Q原子原子:3P亞層也有亞層也有1個(gè)未成對(duì)電子個(gè)未成對(duì)電子.(D)P原子原子:最外電子層最外電子層(L層層)上只有一個(gè)空軌道上只有一個(gè)空軌道. Q原子原子:最外電子層最外電子層(M層層)上也只有一個(gè)空軌道上也只有一個(gè)空軌道.D9、寫出核外電子總數(shù)為10、18的微粒(盡可能多)。核外電子總數(shù)為10的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4、F-、O2-、N3-、OH-、NH2-、H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、A

20、l3+核外電子總數(shù)為18的微粒：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、HS-、F2、H2O2、HFO、N2H4、C2H68、寫出相對(duì)分子質(zhì)量為、寫出相對(duì)分子質(zhì)量為28的物質(zhì)的分子式的物質(zhì)的分子式 (三種三種)；寫出相對(duì)分子質(zhì)量為寫出相對(duì)分子質(zhì)量為34的物質(zhì)的分子式的物質(zhì)的分子式 (三種三種)；寫出相對(duì)分子質(zhì)量為寫出相對(duì)分子質(zhì)量為44的物質(zhì)的分子式的物質(zhì)的分子式 (三種三種)。CO、N2 、C2H4H2S、 PH3 、 H2O2CO2 、 N2O、 C3H8寫出寫出135號(hào)元素的核外電子排布式。號(hào)元素的核外電子排布式。寫出寫出N 、F、Si元素的軌道表達(dá)式。元素的軌道表達(dá)式。寫

21、出寫出Cr、Cu、Fe、Na、Br、Ar最外層電最外層電子排布式。子排布式。作業(yè)作業(yè)電子排布方面的規(guī)律電子排布方面的規(guī)律1.主族元素中單電子數(shù)最多的是主族元素中單電子數(shù)最多的是_ 族元族元素，前四周期單電子數(shù)最多的元素是素，前四周期單電子數(shù)最多的元素是_2.原子最外層成對(duì)電子數(shù)和成單電子數(shù)相等原子最外層成對(duì)電子數(shù)和成單電子數(shù)相等的元素在的元素在_族元素。族元素。3.原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍或倍或3倍的元素一定倍的元素一定_.4.次外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)為2 的元素一定的元素一定_.5.次外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)為8的元素在第三周期以下所的元素在第三周期

22、以下所有有_的元素的元素.ACr.A、A在第二周期在第二周期在第二周期在第二周期A、A1.最外層電子數(shù)是一個(gè)的原子一定是主族嗎最外層電子數(shù)是一個(gè)的原子一定是主族嗎?2.最外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)是nS2的原子一定是主族嗎的原子一定是主族嗎?3.除最外層外除最外層外,其他各電子層的電子數(shù)均達(dá)到其他各電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2,一定是主族元素嗎一定是主族元素嗎?問題問題6、最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素為、最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素為_.7、未成對(duì)電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素有、未成對(duì)電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素有_（短周期）（短周期）8、原子的、原子的S亞層和亞層和P亞層電子數(shù)相等的是亞層電子數(shù)相等

23、的是_.(短周期）。短周期）。9、最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等、最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的元素有的元素有_.H、Be、Al、Ge、Sb、PoH、C、O、P.O、MgBe、Ar例例9. 第第IV主族元素主族元素R,在它的在它的R(OH)n中中,其質(zhì)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為量分?jǐn)?shù)為0.778,在它的另一化合物在它的另一化合物R(OH)m中中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.636.(1).試求試求n和和m的值的值,n=_,m=_.(2)試求試求R的相對(duì)原子質(zhì)量的相對(duì)原子質(zhì)量:_.（二）、相對(duì)分子質(zhì)量（二）、相對(duì)分子質(zhì)量:一個(gè)分子的各原子的相對(duì)原子一個(gè)分子的各原子的相對(duì)原子質(zhì)量的總和。質(zhì)量的總和。（注意：有時(shí)為了方便，相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子（注意