高中化學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.1.3 電子云與原子軌道 泡利原理和洪特規(guī)則課件 新人教版選修3.ppt

《高中化學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.1.3 電子云與原子軌道 泡利原理和洪特規(guī)則課件 新人教版選修3.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.1.3 電子云與原子軌道 泡利原理和洪特規(guī)則課件 新人教版選修3.ppt（36頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,一、電子云 1.電子云 電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。小黑點越密,表示概率密度越大。由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧,因而被形象地稱作電子云。 2.電子云輪廓圖 為了表示電子云輪廓的形狀,對核外電子的空間狀態(tài)有一個形象化的簡便描述,把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來,即為電子云輪廓圖。 氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖(如圖),,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,3.電子云的形狀 s電子云呈球形 p電子云呈啞鈴狀,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,有關(guān)核外電子運動規(guī)律的描述錯誤的是( ) A.核外電子質(zhì)量很小,在原子核外做高速運動 B.核外電子的運動規(guī)律與普通物體不同,不能用牛頓運動定律來解釋 C.在電子云示意圖中,通常用小黑點來表示電子繞核做高速圓周運動 D.在電子云示意圖中,小黑點密的地方表示電子在該空間內(nèi)出現(xiàn)的概率密度大 解析:電子云示意圖中,通常用小黑點來表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率,C項錯。 答案:C,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,二、原子軌道 1.定義 量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。 2.各能級所含有的原子軌道數(shù),,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,下列說法中正確的是( ) A.1 s電子云呈球形,表示電子繞原子核做圓周運動 B.電子云圖中的小黑點密度大,說明該原子核外空間電子數(shù)目多 C.ns能級的原子軌道圖可表示為 D.3d3表示3d能級有3個軌道 解析:電子云是用小黑點表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率,小黑點不代表電子,小黑點的疏密表示電子出現(xiàn)概率密度的大小,A、B項錯誤;3d3表示第三能層d能級有3個電子,d能級有5個軌道,D項錯誤。 答案:C,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,三、泡利原理和洪特規(guī)則 1.泡利原理 在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,而且它們的自旋狀態(tài)相反。電子自旋有順時針和逆時針兩種狀態(tài),常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋狀態(tài)相反的電子。 2.洪特規(guī)則 當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同。,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。其中違反了泡利原理的是( ) 解析:泡利原理是指在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,而且它們的自旋狀態(tài)相反,故A項違反了泡利原理。 答案:A,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,四、電子排布圖 在電子排布圖中,用方框表示原子軌道,用箭頭表示電子,其中一個方框表示一個軌道,一個箭頭表示一個電子,如13Al的電子排布圖為,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,某原子核外共有6個電子,分布在K電子層與L電子層上,L電子層中電子的分布正確的是( ) 解析:該原子核外電子排布式為1s22s22p2,而第二能層中p能級上的兩個電子應(yīng)分別占據(jù)不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同,只有D項符合題意。 答案:D,一,二,三,知識精要,思考探究,典題例解,四,遷移應(yīng)用,一、電子云 1.在電子云圖中每個小黑點不代表一個電子,也不代表電子在此出現(xiàn)過,而是代表電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率。 2.黑點疏密的程度代表電子在核外空間區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的概率密度。點疏的地方表示電子出現(xiàn)的概率密度小,點密集的地方表示電子出現(xiàn)的概率密度大。 3.離核越近,電子出現(xiàn)的概率密度越大,電子云越密集。 4.電子云輪廓圖的制作過程:,一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,氫原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ,該圖告訴我們氫原子的電子在這一電子層上繞核高速旋轉(zhuǎn),該觀點對嗎? 答案:不對。電子是微觀粒子,不能確定其運動軌跡,只能統(tǒng)計出它在核外各處出現(xiàn)的概率,該電子更不是在這一電子層上繞核高速旋轉(zhuǎn)。,一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,【例1】 現(xiàn)代科學(xué)研究發(fā)現(xiàn):電子在核外空間所處的位置及其運動速度不能同時準(zhǔn)確測定。為了描述核外電子的運動情況,現(xiàn)代量子力學(xué)采用了統(tǒng)計的方法,即對1個電子的多次行為或多電子的一次行為進行總的研究。如圖是對氫原子核外1個電子數(shù)以百萬次的運動狀態(tài)統(tǒng)計而得,人們形象化地稱之為“電子云”(呈三維對稱)。 (導(dǎo)學(xué)號52700007),一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,請回答下列問題: (1)通過對圖中數(shù)百萬次運動狀態(tài)的統(tǒng)計結(jié)果的分析,你能得出什么結(jié)論? 。 (2)離核越近,電子的能量越 ;離核越遠,電子的能量越 。 (3)有關(guān)氫原子電子云圖的說法中正確的是 。 A.黑點密度大,電子數(shù)多 B.黑點密度大,單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率大 C.電子云圖是對電子運動無規(guī)律性的描述 D.電子云圖描述了電子運動的客觀規(guī)律,一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:單獨看電子云圖中的小黑點沒什么實際意義,但從小黑點密度的大小上則能說明電子在該區(qū)域出現(xiàn)的概率密度大小。(1)從統(tǒng)計的結(jié)果中分析,距離原子核越近,電子出現(xiàn)的概率密度越大;距離原子核越遠,電子出現(xiàn)的概率密度越小。(2)從物質(zhì)的運動總是趨于能量最低來分析。離核越近,電子云的密度越大,電子的能量越低;離核越遠,電子云的密度越小,電子的能量越高。(3)電子運動雖然沒有宏觀物體那樣的運動規(guī)律,但也有自身的規(guī)律,電子云就是人們對電子運動規(guī)律的形象描述。 答案:(1)距離原子核越近,電子出現(xiàn)的概率密度越大;距離原子核越遠,電子出現(xiàn)的概率密度越小 (2)低 高 (3)BD,一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,1.圖1和圖2分別是1s電子的概率分布圖和原子軌道圖。下列有關(guān)認識正確的是( ) A.圖1中的每個小黑點表示1個電子 B.圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn) C.圖2表明1s軌道呈圓形,有無數(shù)對稱軸 D.圖1中的小黑點表示某一時刻電子曾經(jīng)在此出現(xiàn)過一次 解析:電子云圖中的一個小黑點只表示電子曾經(jīng)在此出現(xiàn)過一次,A項錯;圖2所示只是說明電子在該區(qū)域出現(xiàn)的概率大,在此之外電子也能出現(xiàn),不過概率很小,B項錯;1s軌道呈球形而不是圓形,C項錯。 答案:D,一,二,三,四,知識精要,思考探究,典題例解,遷移應(yīng)用,2.關(guān)于電子云的敘述不正確的是( ) A.電子云是用小點的疏密程度來表示電子在空間出現(xiàn)概率大小的圖形 B.電子云實際是電子運動形成的類似云一樣的圖形 C.小點密集的地方電子在那里出現(xiàn)的概率密度大 D.軌道不同,電子云的形態(tài)也不同 解析:用統(tǒng)計的方法描述電子在核外空間出現(xiàn)的概率大小的圖形稱為電子云;常用小黑點的疏密程度來表示電子在原子核外出現(xiàn)概率密度的大小。小黑點密集的地方,表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度大,小黑點稀疏的地方,表示電子在那里出現(xiàn)的概率密度小。 答案:B,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,二、原子軌道 多電子原子中,電子填充原子軌道時,原子軌道能量的高低有以下規(guī)律: 1.相同電子層不同原子軌道的能量高低:E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。 2.電子云形狀相同的原子軌道的能量高低:E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)…… 3.電子層和電子云形狀相同的原子軌道的能量相等,如2px、2py、2pz的能量相等。 點撥(1)不同能層的電子云形狀相同的原子軌道半徑不同,能層序數(shù)n越大,原子軌道的半徑越大。 (2)s能級只有一個原子軌道。 (3)p能級有3個原子軌道,它們互相垂直,分別用px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,【例2】 下列說法中正確的是( ) A.因為p電子云是啞鈴狀的,所以p電子的運動形態(tài)也為啞鈴狀 B.能層為3時,有3s、3p、3d 3個軌道 C.氫原子中只有一個電子,故氫原子只有一個軌道 D.原子軌道與電子云都是用來描述電子運動狀態(tài)的 解析:p電子云是啞鈴狀的,是電子出現(xiàn)頻率較高“區(qū)域”的形狀,而不是p電子的運動形態(tài);能層為3時,共有9個軌道;氫原子中只有一個電子,但氫原子不一定有一個軌道,因為軌道是人為規(guī)定的,可以存在空軌道。 答案:D,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,符號3px所代表的含義是( ) (導(dǎo)學(xué)號52700008) A.px軌道上有3個電子 B.第三能層的px軌道有3個伸展方向 C.px電子云有3個伸展方向 D.第三能層沿x軸方向伸展的p軌道 解析:符號“3px”中“3p”表示第三能層的p軌道,“x”表示軌道沿x軸的方向伸展。 答案:D,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,三、泡利原理和洪特規(guī)則 1.泡利原理 在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,而且它們的自旋狀態(tài)相反,這就是泡利原理。 2.洪特規(guī)則 當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同,這就是洪特規(guī)則。,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,1.下列電子排布圖所表示的元素原子中,其能量處于最低狀態(tài)的是( ),答案:D,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,2.下列原子的電子排布式、最外層電子排布式或最外層電子排布圖中,哪一種狀態(tài)的能量較低? (導(dǎo)學(xué)號52700009),一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,解析:本題考查的是核外電子排布遵循的原理。根據(jù)洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同,故(1)選B,(4)選A。根據(jù)能量最低原理,核外電子總是先占據(jù)能量低的能級,再占據(jù)能量高的能級,(2)中由于3s能級的能量低于3p能級的,故選A。(3)中A的3d能級有5個電子,為半充滿狀態(tài),是相對穩(wěn)定的狀態(tài),所以A的能量較低,故選A。 答案:(1)B (2)A (3)A (4)A,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,四、電子排布圖 1.電子排布圖中各符號和數(shù)字的意義:,一,二,三,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,四,一,二,三,四,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,【例4】 下面是第二周期部分元素基態(tài)原子的電子排布圖,則下列說法錯誤的是( ),A.每個原子軌道里最多只能容納2個電子 B.電子排布在同一能級的不同軌道時,總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道 C.每個能層所具有的能級數(shù)等于能層的序數(shù)(n) D.若同一能級的原子軌道里有2個電子,則其自旋狀態(tài)相反,一,二,三,四,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,解析:由題給的四種元素原子的電子排布圖可知,在一個原子軌道里,最多只能容納2個電子,即要符合泡利原理,A項正確;當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同,即符合洪特規(guī)則,B項正確;任一能層的能級總是從s能級開始,而且能級數(shù)等于該能層序數(shù),C項正確;若在一個原子軌道里有2個電子,則它們的自旋狀態(tài)相反,若在同一能級的不同軌道里有2個電子,則它們的自旋狀態(tài)相同,故D項錯。 答案:D,一,二,三,四,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,1.下列3d能級的電子排布圖正確的是( ) 解析:A、D項中同一原子軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài)相同,違反了泡利原理,C項違反了洪特規(guī)則。 答案:B,一,二,三,四,知識精要,典題例解,遷移應(yīng)用,2.下列表示方法錯誤的是( ) (導(dǎo)學(xué)號52700010) 解析:Br是35號元素,位于第四周期第ⅦA族,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5,其簡化電子排布式為[Ar]3d104s24p5。 答案:B,案例探究,方法總結(jié),洪特規(guī)則特例的應(yīng)用 原子核外第四能層只有1個電子的元素共有( )種(導(dǎo)學(xué)號52700011) A.1 B.2 C.3 D.4 解析:根據(jù)能量最低原理,電子填入能級的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……;再結(jié)合洪特規(guī)則,原子第四能層只有1個電子的元素應(yīng)符合1s22s22p63s23p63dn4s1的電子排布式。此時,有3種情況符合題意,這3種情況分別是①K:1s22s22p63s23p64s1,②Cr:1s22s22p63s23p63d54s1,③Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。 答案:C,案例探究,方法總結(jié),當(dāng)同一能級上的電子排布為全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空狀態(tài)(p0、d0、f0)時,具有較低的能量和較高的穩(wěn)定性。例如,鉻(24Cr)的電子排布式是[Ar]3d54s1(3d能級為半充滿狀態(tài))而不是[Ar]3d44s2,銅(29Cu)的電子排布式是[Ar]3d104s1(3d能級為全充滿狀態(tài))而不是[Ar]3d94s2。,