資源簡介

(共30張PPT)
　構造原理與電子排布式　
電子云與原子軌道
1.結合構造原理形成核外電子排布式書寫的思維模型，并根據思維模型熟練書
寫1～36號元素的電子排布式。
2.通過對原子軌道和電子云的學習，全面了解核外電子運動狀態的描述方法。
學習目標
構造原理與電子排布式
一
1.構造原理
(1)含義
以 事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數遞增，新增電子填入 的順序稱為構造原理。
(2)示意圖
光譜學
能級
能層
能級
2.電子排布式
(1)含義
按能量由低到高的順序寫出各能級符號及用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數的式子。
(2)表示方法
以Al原子的電子排布式為例，各符號、
數字的意義如圖所示：
能級上的電子數
能層
能級
(3)基態原子電子排布式的書寫方法——“三步法”
第一步：按照構造原理寫出電子填入能級的順序：________________
_______________→5s→4d→5p→6s……
第二步：根據各能級容納的電子數填充電子。
第三步：去掉空能級，并按照能層順序排列。
1s→2s→2p→3s→
3p→4s→3d→4p
(4)簡化電子排布式
將電子排布式中的內層電子排布用相應的稀有氣體元素符號加方括號來表示而得到的式子稱為簡化電子排布式。
如氮、鈉、鈣的簡化電子排布式分別為 、 、
。
[He]2s22p3
[Ne]3s1
[Ar]4s2
1.根據構造原理，試比較下列能級的能量高低(填“＞”或“＜”)。
①2p______3p______4p
②5s______5p______5d
③6s______4f______5d______6p
＜
＜
＜
＜
＜
＜
＜
(1)從構造原理示意圖可以看出，從第三能層開始，不同能層的能級出現“能級交錯”現象：隨核電荷數的遞增，電子并不總是填滿一個能層后再開始填入下一個能層的。電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的。
(2)一般規律，能量：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，在書寫基態原子的電子排布式時，仍按能層順序書寫。
2.根據構造原理，寫出下列基態原子的核外電子排布式和簡化電子排布式。
(1)8O：_______________________；
(2)14Si：_________________________；
(3)18Ar：_________________________；
(4)19K：_________________________；
(5)21Sc：______________________________；
(6)26Fe：______________________________。
1s22s22p4、[He]2s22p4
1s22s22p63s23p2、[Ne]3s23p2
1s22s22p63s23p6、[Ne]3s23p6
1s22s22p63s23p64s1、[Ar]4s1
1s22s22p63s23p63d14s2、[Ar]3d14s2
1s22s22p63s23p63d64s2、[Ar]3d64s2
3.為突出化合價與電子排布的關系，將在化學反應中可能發生電子變動的能級稱為價電子層(簡稱價層)。如：Ni的簡化電子排布式為___________，價層電子排布為________，試寫出下列原子的價層電子排布：13Al：________；32Ge：________；34Se：________。
[Ar]3d84s2
3d84s2
3s23p1
4s24p2
4s24p4
4.寫出24Cr、29Cu基態原子的核外電子排布式。它們的電子排布符合構造原理嗎？
提示　24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
或[Ar]3d104s1；均不符合構造原理。
當p、d、f能級處于全空、全充滿或半充滿狀態時，能量相對較低，原子結構較穩定。以Cu為例：
1.下列各基態原子或離子的電子排布式錯誤的是
A.Mg2＋　 1s22s22p6
B.Br　　 1s22s22p63s23p63d104s24p5
C.O2－　 1s22s22p6
D.Cu　　 1s22s22p63s23p63d94s2
√
2.某基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，下列說法不正確的是
A.該元素原子中共有25個電子
B.該元素原子核外有4個能層
C.該元素原子最外層共有2個電子
D.該元素原子M能層共有8個電子
√
3.(1)基態B原子的電子排布式為________________________。
(2)基態N原子的價層電子排布為_________。
(3)Se原子的原子序數為____，其M層的電子排布為___________。
(4)Li3N晶體中氮以N3－形式存在，基態N3－的電子排布式為_________
______________。
(5)基態鎵(Ga)原子的電子排布式：________________________________。
(6)北京奧運會主體育場“鳥巢”使用了高強度、高性能的釩氮合金高新鋼。基態釩原子的價層電子排布為________。
1s22s22p1(或[He]2s22p1)
2s22p3
34
3s23p63d10
1s22s22p6
(或[He]2s22p6)
1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)
3d34s2
4.按要求填空：
(1)根據構造原理寫出下列基態原子或離子的核外電子排布式。
①A元素原子核外M層電子數是L層電子數的一半：_______________；
②B元素原子的最外層電子數是次外層電子數的1.5倍：___________；
③基態Ni2＋、Fe3＋、S2－的電子排布式分別為_______________________、___________________________、__________________________。
(2)某元素的最外層電子排布是4s24p5，則其元素符號為_____。
1s22s22p63s23p2
1s22s22p1
1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)
1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6)
Br
(3)基態Ti2＋中，電子占據的最高的能層符號為_____，該能層有_____個能級。
(4)寫出基態砷原子的電子排布式：______________，砷位于元素周期表中第_____周期第______族。
M
3
[Ar]3d104s24p3
四
ⅤA
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電子云與原子軌道
二
1.概率密度
1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在 上繞核運行。
量子力學指出，一定空間運動狀態的電子在核外空間各處都可能出現，但出現的 不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝ (P表示電子在某處出現的概率，V表示該處的體積)。
線性軌道
概率
2.電子云
(1)定義：處于一定 狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。
(2)含義：用單位體積內小點的疏密程度表示電子在原子核外出現的概率大小，小點越密，表示概率密度越大。
如氫原子的電子云圖為
空間運動
(3)形狀
球形
啞鈴形
一
3.原子軌道
(1)概念：量子力學把電子在原子核外的一個 稱為一個原子軌道。
(2)形狀
①s電子的原子軌道呈 形，能層序數越大，原子軌道的半徑越 。
空間運動狀態
球
大
②p電子的原子軌道呈 形，能層序數越大，原子軌道的半徑越大。
啞鈴
(3)各能級所含有的原子軌道數目
能級符號 ns np nd nf
軌道數目 ___ ___ ___ ___
1
3
5
7
1.s能級和p能級的原子軌道存在哪些方面的差異？
提示　軌道形狀、數目、最多容納電子數等不同。
2.不同能層中的s軌道和p軌道電子云輪廓圖分別相同嗎？能量分別相同嗎？
提示　電子云輪廓圖相同(s軌道均為球形，p軌道均為啞鈴形)；能量不同(能層序數越大，能量越高)。
3.基態原子的核外電子填充在6個軌道的元素有幾種？填充在7個軌道中的元素有幾種？
提示　s、p能級分別有1、3個原子軌道，按照構造原理，核外電子填充在6個軌道的元素為1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2種；填充在7個軌道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一種元素。
原子軌道與能層序數的關系
(1)不同能層的相同能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數n越大，原子軌道的半徑越大。如：
(2)s能級只有1個原子軌道。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。
(3)在同一能層，原子軌道數與能層序數(n)的關系：原子軌道數＝n2。
1.正誤判斷
(1)電子的運動與行星相似，圍繞原子核在固定軌道上高速旋轉
(2)1s的電子云圖中一個小點表示一個自由運動的電子
(3)2p、3p、4p能級的軌道數依次增多
(4)2px、2py、2pz軌道相互垂直，能量相等
×
×
×
√
2.下列有關原子軌道和電子云的說法正確的是
A.s軌道呈球形，隨能層序數的增加，s軌道數也增加
B.p軌道呈啞鈴形，p軌道電子繞核做“∞”形運動
C.電子云是籠罩在原子核外的云霧
D.電子云圖中小點的疏密程度表示電子在原子核外空間出現概率的大小
√
3.如圖是s能級和p能級的原子軌道圖，下列說法正確的是
A.s能級和p能級的原子軌道形狀相同
B.每個p能級都有6個原子軌道
C.s能級的原子軌道半徑與能層序數有關
D.鈉原子的電子在11個原子軌道上高速運動
√
4.元素X的基態原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1。試回答下列各題：
(1)電子排布式中的n＝____；原子中能量最高的是_____電子，其電子云在空間有_____________________方向，原子軌道呈______形。
(2)元素X的名稱是_____。
2
2p
三種互相垂直的伸展
啞鈴
氮

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