《人教版化学选修三导学精品课件：第一章 原子结构与性质 第1节 第2课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版化学选修三导学精品课件：第一章 原子结构与性质 第1节 第2课时（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、化 学 选修 人教版 新课标导学新课标导学 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 1 新课情境呈现 2 课前新知预习 3 预习自我检测 4 课堂探究研析 5 学科核心素养 6 课堂达标验收 7 课时作业 新课情境呈现 霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光 霓虹灯之所以能够发 出五颜六色的光 其原因与氢原子 光谱形成的原因基本相同 对霓虹灯而言 灯管中装载 的气体不同 在高电压 的激发下发出的光的颜色就不同 例如 氖灯的灯管中充入的气体是氖气 通电后在电 场作用下 放电管里的氖原子中的电子吸收能量后跃迁 到能量较高的轨道 但处在能量较高轨道上的电子会很
2、 快地以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道 所 发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段 所 以我们看到的是红色光 类似地 在通电后氩气发蓝 色 光 氦气发粉红色光 水银蒸气发蓝 色光 等等 课前新知预习 一 基态与激发态 光谱 1 能量最低原理 现代物质结 构理论证实 原子中的电子排布遵循 能使整个原子的能量处于 状态 简称能量最低原理 2 基态原子与激发态 原子 构造原理 最低 3 光谱与光谱分析 1 原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放 不同的光 可以用光谱仪摄 取各种元素的电子 光谱或 光谱 总称原子光谱 2 光谱分析 现代化学中 常利用原子光谱上的 来鉴定元素 称为
3、光谱分析 吸收 发射 特征谱线 二 电子云与原子轨道 1 电子云 1 概念 电子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 由于核外电子的概率密度分 布看起来像一片云雾 因而被形象地称为 概率密度 越大 电子云 球 哑铃 2 原子轨道 1 原子轨道 通常把电子云轮廓图中电子出现的概率约 为 的空间圈出来 这种电子云轮廓图称为原子 轨道 每一个原子轨道表示电子在原子核外的 空间运动状态 2 能级与原子轨道数目关系 能级级符号nsnpndnf 轨轨道数目 90 一个 1 3 5 7 三 核外电子排布 1 泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳 个电
4、子 而且自旋状 态 用 表示 2 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时 总 是优先 一个轨道 而且自旋状态 如氮原子 氟原子的电子排布图 2 相反 单独占据 相同 3 电子排布图 用方框表示原子轨道 用不同方向的箭 头表示自旋状态不同的电子的式子 如氧原子的电子排布图是 预习自我检测 2 下列有关电子云的叙述中 正确的是 A 电子云形象地表示了电子在核外某处单 位体积内出现 的概率 B 电子云直观地表示了核外电子的数目 C 1s电子云界面图是一个球面 表示在这个球面以外 电子出现的概率为零 D 电子云是电子绕核运动形成了一团带负电 荷的云雾 解析 为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状
5、况 人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概 率的大小 点密集的地方 表示电子出现的概率大 点稀 疏的地方 表示电子出现的概率小 这就是电子云 1s电 子云界面以外 电子出现的概率不为零 只是出现的概率 很小 A 3 2018 福建华安模拟 若15P原子的电子排布式写成 1s22s22p63s23p3p 它违背了 A 能量守恒原理 B 洪特规则 C 能量最低原理 D 泡利不相容原理 解析 P原子3p能级上有3个轨道 3p能级上有3个电子 3个电子应该排在3个不同的轨道上 且自旋方向相同 若 将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p 它违背了 洪特规则 故选B B 解析
6、 A和B两项都是电子排布式 C和D两项都是电子排 布图 其中C项违背了洪特规则 C 解析 A项 吸收光能 形成吸收光谱 B项 由激发态 基态 释放光能 形成发射光谱 C项 形成吸收光谱 D项 2px与2py能量相同 不属于电子跃迁 B 6 在1s 2px 2py 2pz轨道中 具有球对称性的是 A 1s B 2px C 2py D 2pz 解析 1s轨道和2p轨道的图像分别为 由图像可看出 呈球对称性的为1s原子轨道 A 课堂探究研析 1 能量最低原理 原子核外电子总是优先占有能量低的 轨道 然后依次进入能量高的轨道 这样 使整个原子处 于能量最低的状态 这个原则是比较抽象的 如果我们打个这样
7、 的比方就可 以理解了 也易于记忆 了 把地球比作原子核 把能力高 的大雁 老鹰等鸟比作能量高的电子 把能力低的麻雀 小燕子等鸟比作能量低的电子 能力高的鸟常在离地 面较高的天空飞翔 能力低的鸟常在离地面很低的地方 活动 知识点一 核外电子排布遵循的规律 下列原子或离子的电子排布的表示方法中 正 确的是 违反了能量最低原理的是 违 反洪特规则 的是 变式训练1 在2p能级上最多只能排布6个电子 其 依据的规律是 A 能量最低原理 B 泡利原理 C 洪特规则D 能量最低原理和泡利原理 解析 A中能量最低原理主要是电子排布先后顺序 洪特 规则指的是排布相同能级电子时尽量占据不同轨道 且自 旋方向相
8、同 只有B选项泡利原理说明一个轨道上最多容 纳2个电子且自旋方向相反 2p能级有3个轨道 故最多可 容纳6个电子 B 1 电子排布式 1 定义 用核外电子分布的原子轨道 能级 及各原子轨 道 能级 上的电子数来表示电子排布的式子 如 1s22s22p4 1s22s22p63s23p63d64s2分别是O Fe原子的 电子排布式 以铝原子为例 电子排布式中各符号 数字的意义为 知识点二 描述核外电子排布的化学用语 2 简化的电子排布式 电子排布式中的内层电 子排布可用相应的稀有气体的元 素符号加方括号来表示 以简化电子排布式 以稀有气体 的元素符号外加方括号表示的部分称为 原子实 如 钙的电子排
9、布式为1s22s22p63s23p64s2 其简化的电子排 布式可以表示为 Ar 4s2 3 外围电 子排布式 在原子的核外电子排布式中 省去 原子实 后剩下的部 分称为外围电 子排布式 也叫价电子排布 如氯 铜原 子的电子排布式分别为 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p63d104s1 用 原子实 的形式分别表示 为 Ne 3s23p5 Ar 3d104s1 其外围电 子排布式分别为 3s23p5 3d104s1 提示 虽然电子排布是遵循构造原理的 但书写时应 按照电子层的顺序排列 如铁原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d64s2 而不宜写作 1s
10、22s22p63s23p64s23d6 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 元素周期表中呈现的电子排布是各元素原子的外围电 子排布 2 电子排布图 以铝原子为例 电子排布图中各符号 数字的意义为 3 原子结构示意图 原子结构示意图是表示原子的核电荷数和核外电子在原 子核外各电子层排布的图示 4 电子式 在化学反应中 一般是原子的最外层电 子数目发生变化 为了简便起见 化学中常在元素符号周围用小黑点 或小叉 来表示元素原子的最外层电 子 相应 的式子叫做电子式 如钠原子的电子式为 Na 或
11、Na 1 A为 写出元素符号 下同 电子排布式是 2 B为 简化电子排布式是 3 C为 价电子排布式是 Si 1s22s22p63s23p2 Na Ne 3s1 P 3s23p3 4 D为 电子排布图是 5 E为 原子结构示意图是 解析 由题意可知 A为Si B为Na C为P 则D为N E 为Fe 这五种元素电子排布式分别为A 1s22s22p63s23p2 B 1s22s22p63s1 C 1s22s22p63s23p3 D 1s22s22p3 E 1s22s22p63s23p63d64s2 由电子排布式可 写出答案 N Fe 变式训练2 M R X Y为原子序数依次增大的短 周期主族元素
12、Z是一种过渡元素 M基态原子L层中p轨 道电子数是s轨道电子数的2倍 R是同周期元素中最活泼 的金属元素 X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要 大气污染物 Z的基态原子4s和3d轨道半充满 请回答 下列问题 1 写出M R的价电子排布式 M R 2 写出X Y的价电子排布图 X Y 3 写出Z的核外电子排布式 Z的核外未成 对电 子数为 2s22p4 3s1 Ar 3d54s1 6 解析 根据题目给出的M R和X的信息确定 M是氧元 素 R是钠元素 X是硫元素 根据M R X Y为原子 序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素 根据Z的 基态原子4s和3d轨道半充满 则Z元素原子的核外有2
13、4个 电子 它是铬元素 名师培优 易混概念的比较 1 电子层 次外层 最外层 最内层 内层 在推断题中经常出现与层数有关的概念 理解这些概念 是正确做推断题的关键 为了研究方便 人们形象地把 原子核外电子的运动看成分层运动 在原子结构示意图 中 按能量高低将核外电子分为不同的能层 并用符号K L M N O P Q 表示相应的层 统称为电 子 层 一个原子在基态时 电子所占据的电子层数等于该 元素在周期表中所处的周期数 倒数第一层 称为最外 层 从外向内 倒数第二层称为次外层 最内层就是第 一层 K层 3 价电子 最外层电 子 外围电 子 价电子指原子参加化学反应时 形成化合价的电子 最外 层
14、电 子指能量最高的电子层上的电子 对于主族元素 最外层电 子数等于价电子数 对于副族元素 部分能量 高的次外层电 子参与成键 即次外层部分电子与最外层 电子统称为外围电 子 即价电子 例如 铝原子的简化 电子排布式为 Ne 3s23p1 最外层电 子数和价电子数都是3 4 能层 能级 轨道 电子层即为能层 同一能层中按能量高低分为不同的能 级 如s p d 同一能级中若有多个轨道 其能量 相同 例如 镍 Ni 原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2 其中1 2 3 4称为能层 2s 2p表明第2能层上有2个能级 即镍原子核外电子排布 有4个能层 7个能级 1s 2s 2
15、p 3s 3p 3d 4s 轨道 s p d f所含轨道数分别为 1 3 5 7 如1s 2s 3s 4s能级的能量不同 但是轨道数相同 电子 进入能级的顺序是 按能量高低排序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 即时训练 1 若某基态原子的价电子排布为4d15s2 则下列说法正 确的是 A 该元素基态原子中共有3个电子 B 该元素原子核外有5个电子层 C 该元素原子最外层共有3个电子 D 该元素原子M能层共有8个电子 解析 根据核外电子排布规律 该元素基态原子的电子排 布式为1s22s22p63s23p63d104s24
16、p64d15s2 由此可见 该 元素原子中共有39个电子 分5个电子层 其中M能层上 有18个电子 最外层上有2个电子 B 点评 电子排布式的书写和正误判断 1 注意每一个能级电 子分布 特别注意当电子数不能够 填满所有原子轨道时 注意分布形式 2 基态原子和激 发态 原子电子排布的不同 即抓住每一个能级的每一个 原子轨道最多填充两个自旋状态相反的电子 而对于同 一能级电 子应该 尽量分布于不同原子轨道 解析 A项表示碳原子的轨道表示式 正确 B项不符合 洪特规则 C项 正确的Cr原子的价电子排布式为3d54s1 Fe2 是铁原子失去最外层2个电子形成的 其电子排布 式是1s22s22p63s23p63d6 A 学科核心素养 玻尔与爱因斯坦的争论 玻尔的原子结构模型是成功和缺陷并存 对这一点 玻尔 自己也有清醒的认识 在1922年获得诺贝尔物理学奖时 他还在颁奖仪式上谦逊而坦率地指出 原子理论还处于 非常初级的阶段 还有很多根本性的问题尚待解决 正 是基于其惯有的明智和对科学的追求 玻尔于1921年在哥 本哈根大学建立了理论物理研究所 这个研究所吸引了众 多优秀科学家如海森伯 泡利 狄
