1、第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 电子云与原子轨道 原子的核外电子排布 目标与素养：1.了解能量最低原理，知道基态与激发态。知道电子跃迁产生原子光谱。(宏观辨识)2.了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。(微观辨析)3.了解泡利原理和洪特规则，会书写电子排布图(或叫轨道表示式)(科学探究与模型认知)自 主 预 习 探 新 知 一、能量最低原理、基态与激发态、光谱1能量最低原理原子的电子排布遵循 能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。构造原理2基态原子与激发态原子最低吸收释放较高3光谱与光谱分析(1)光谱的类型及形成不同元素的原子发生 时会吸收或释放不同
2、的光，利用光谱仪摄取各种元素的电子的 或 ，总称原子光谱，见下图。跃迁吸收光谱发射光谱吸收光谱发射光谱(2)光谱分析在现代化学中，利用原子光谱上的 来鉴定元素的分析方法。微点拨：日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，形成发射光谱。焰色反应并不是所有金属都具有，是因为元素的原子从激发态到基态要放出能量，发出的电磁波的频率各不相同，只有在可见光范围的才会有焰色反应现象。特征谱线二、电子云与原子轨道1电子运动的特点电子的质量小，运动速度快且没有规则，无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定在原子核外各处出现的 。2电子云与形状(1)含义：电子
3、云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 分布的形象化描述。小黑点越密，表示概率密度越大。概率概率密度(2)形状球形哑铃形3原子轨道(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道。(2)各能级所含原子轨道数目能级符号nsnpndnf 轨道数目 空间运动状态1357 Zn 原子中电子占有的能层数、能级数和原子轨道数分别为几？答案 4 7 15三、原子的核外电子排布1核外电子排布规则(1)能量最低原理。(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 个电子，且它们的自旋状态 。这两个电子称为电子对。(3)洪特规则：当电子排布在 能级的 轨道时，基态原子中的电子总是优先 占据一个
4、轨道，而且自旋状态 。2相反同一不同单独相同2电子排布图在电子排布图中，用 表示原子轨道，用箭头表示电子。如：C：；N：。方框微点拨：一个原子轨道的两个电子称为电子对，一个原子轨道只有一个电子称为单电子或未成对电子。洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全充满(如 d10)、半充满(如 d5)和全空(如 d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如 Cr：3d54s1、Cu：3d104s1。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)1s22s22p43s1 是氟原子的激发态()(2)原子从基态到激发态需要吸收能量，形成的原子光谱为发射光谱()(3)电子云中的小黑点代表一个电子()(4)s 电子
5、云的形状为圆形()答案(1)(2)(3)(4)2下列说法正确的是()As 能级的能量总小于 p 能级的能量B2s 的电子云半径比 1s 电子云半径大，说明 2s 的电子云比 1s 的多C当电子排布在同一能级的不同轨道时，电子总是先占满一个轨道(1 个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋状态相反)，然后再占据其他原子轨道Dnf 能级中最多可容纳 14 个电子答案 D3氟原子的核外电子排布图为_，原子中有_个未成对电子。答案 核 心 突 破 攻 重 难 1.原子光谱基态原子 吸收光谱发射光谱 激发态原子。微点拨：在发射光谱形成可见光的波长按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序减小，红色(630760
6、nm)，橙色(600630 nm)，黄色(570600nm)，绿色(500570 nm)，青色(450500 nm)，蓝色(430450 nm)，紫色(400430 nm)。原子光谱与原子轨道2不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图电子云轮廓图 能层能级原子轨道数原子轨道名称形状取向 K1s11s球形 2s12s球形 L2p32px、2py、2pz哑铃形相互垂直3s13s球形 3p33px、3py、3pz哑铃形相互垂直M3d5 4s14s球形 N4p34px、4py、4pz哑铃形相互4d5 垂直4f7 微点拨：d 轨道和 f 轨道各有名称、形状和取向，此处不作要求。1当镁原子由 1s22s22
7、p63s21s22s22p63p2时，以下说法正确的是()A镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C转化后镁原子的性质更稳定D转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似A 镁原子 3s 能级上的电子被激发到 3p能级上，要吸收能量变为激发态原子，其性质比基态更不稳定，所以 A 项正确，B、C 项错误；变成激发态后，Mg 与 Si 电子层结构不同，化学性质也不相似，所以 D 项错误。2对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是()A电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量，形成发射光谱B电子由基态向激发态跃迁时吸
8、收除红光以外的光线C氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应A 在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故 A 项正确。3元素 K 的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号)。A404.4 B553.5 C589.2 D670.8 E766.6答案 A意义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 结构示意图实例 意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式电子
9、排布式实例 K：1s22s22p63s23p64s1描述核外电子排布的化学用语意义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 简化电子排布式实例 K：Ar4s1 意义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式 价电子排布式实例 Al：3s23p1 意义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 电子排布图实例 微点拨：主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子。过渡元素的外围电子一般包括最外层的 s 电子和次外层的 d 电子，有的还包括倒数第三层的 f 电子。电子排布图又称轨道表示式，是描述核外电子运动状态最
10、详尽的化学用语。4下列电子排布图中，能正确表示该元素原子处于最低能量状态的是()D 若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B 项违背洪特规则，C 项表示元素的原子处于激发态，违背能量最低原理。5下列原子或离子的电子排布表示方法中，正确的是_，违反能量最低原理的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利原理的是_。解析 根据核外电子排布规律知中错误在于电子排完 2s 轨道后应排 2p 轨道，而不是 3p 轨道，应为 1s22s22p6；中没有遵循洪特规则电子在同一能级的不同轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同；中忽略了 3d 轨道在半充满
11、状态时，体系的能量较低，原 子 较 稳 定，应 为 1s22s22p63s23p63d54s1；违 反 泡 利 原 理，应 为。答案 6按要求完成下列填空：(1)24Cr 的电子排布式为_。(2)20Ca 的价电子排布式为_。(3)35Br的结构示意图为_。(4)7N 的电子排布图为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1 或Ar3d54s1书写电子排布图时的“五”注意(1)一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。(2)不同能级中的 要相互分开，同一能级中的 要相互连接。(3)整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。(4)当 中有 2 个电子时，它们的
12、自旋状态必须相反。(5)洪特规则的特例：在能量相同的轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较高的稳定性。如 24Cr的价电子排布式为 3d54s1(半充满)，易错写为 3d44s2。当 堂 达 标 提 素 养 1电子由 3d 能级跃迁至 4p 能级时，可通过光谱仪直接摄取()A电子的运动轨迹图像B原子的吸收光谱C电子体积大小的图像D原子的发射光谱B 能量 E(3d)E(4p)，故电子由 3d能级跃迁至 4p能级时，要吸收能量，形成吸收光谱。2下列对核外电子运动状态的描述正确的是()A电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转B能层数为 3
13、 时，有 3s、3p、3d、3f 四个轨道C氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道D在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同D A 项，质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，电子没有确定的运动轨道；B 项，第三能层只有 3s、3p、3d 三个能级，而 3s 能级有 1 个轨道、3p能级有 3 个轨道、3d能级有 5 个轨道，故第三能层有 9 个轨道；C 项，氢原子中只有 1 个电子，在 1s 轨道，但还存在其他空轨道；D 项，电子的运动状态与能层、能级和自旋状态有关，在同一原子内部没有两个电子存在完全相同的运动状态。3下列给出的是基态原子的电子排布式，其中正确的是()A
14、11Na：1s22s22p7B47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2C20Ca：1s22s22p63s23p63d2D35Br：Ar3d104s24p5D A 项中的“2p7”违背了泡利原理，p能级有 3 个轨道，最多填充 6个电子，正确的电子排布式为 1s22s22p63s1。B 项中的“4d95s2”违背了洪特规则特例，正确的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1。C 项中的“3d2”违背了能量最低原理，根据构造原理，3d能级的能量大于 4s 能级，3p 能 级排满之后应该先排 4s 能 级，故20Ca 的电子排布式
15、应为1s22s22p63s23p64s2。4下列化学用语的书写正确的是()D 羟基的电子式为，A 错误；过氧化氢是共价化合物，电子式为，B 错误；As 的原子序数是 33，原子的简化电子排布 式 为 Ar3d104s24p3，C 错 误；基 态 镁 原 子 的 核 外 电 子 排 布 图 为，D 正确。5写出下列粒子的电子排布式、电子排布图或结构示意图。(1)电子排布式和价电子排布式：17Cl_；Ca_；22Ti_。(2)电子排布图：O2的电子排布图_；F 的最外层电子排布图_。(3)结构示意图：Fe2_；Cu_。答案(1)Ne3s23p5,3s23p5 Ar4s2,4s2 Ar3d24s2,3d24s2 课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!