核外电子运动的状态

一、原子核外电子运动的特征1、宏观物体的运动特征下面以铅球的自由落体运动为例：S=1/2gt2V=gt所处的位置及运行的速度；•可以描画它们的运动轨迹。归纳宏观物体运动的特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。2、核外电子运动的特征：电子质量很小（9.1×10-31kg）带负电荷⑴运动范围小（直径约为10-10m）⑵高速运动，接近光速⑶结论：电子的运动与宏观物体的运动不同，宏观物体遵循牛顿运动定律,而电子运动不遵循牛顿运动定律.原子核外电子的运动没有确定的轨道,不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度,也不能描画出它的运动轨迹.思考：如何描述核外电子的运动？1、只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。2、用“电子云”形象的描述核外电子的运动。氢原子的五次瞬间照相:电子云演示①呈球形分布②在离核近处密度大,离核远处密度小.③氢原子的电子云的特征：而多电子原子的电子云则比较复杂。用小黑点的疏密来形象化描述电子在原子核周围出现机会多少的图象----------电子云.1、氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是（）（A）一个黑点表示一个电子（B）黑点的多少表示电子个数的多少（C）表示电子运动的轨迹（D）电子在核外空间出现机会的多少D二.核外电子运动状态1.电子层根据电子的能量差异和空间运动范围离核的远近不同,核外电子分别处于不同的电子层.电子层n=1234567KLMNOPQ电子离核距离近远能量低高2.电子亚层(同一电子层中,电子运动形状不同,能量也有区别)四种亚层S、P、d、f电子层和电子亚层关系n=1s亚层1sn=2s、p亚层2s、2pn=3s、p、d亚层3s、3p、3dn=4s、p、d、f亚层4s、4p、4d、4f形状：s—球形p-纺锤形d-花瓣形f-十字花瓣形同层中能量nsnpndnf3.电子云伸展方向——轨道p电子云—三个伸展方向f电子云—七个伸展方向问题:(pxpypz)能量是否相同?(pxpypz)(3px=3py=3pz)2px3px4px轨道---在一定电子层上具有一定形状和一定伸展方向的电子云所占据的空间称轨道.S电子云---一个伸展方向d电子云—五个伸展方向,s轨道：球形电子云的伸展方向:p轨道：纺锤形电子云的伸展方向:PxPyPz形状：d轨道电子云伸展方向—花瓣形形状：f轨道电子云伸展方向—复杂花瓣形自旋方向示意图：4.电子的自旋每一个轨道中最多只能容纳二个自旋方向相反的电子.↑↓电子层序数电子亚层轨道数n2最多可容纳电子数2n21234….nss.ps.p.ds.p.d.f1=121+3+5=9=321+3+5+9=16=421+3=4=22n22818322n2小结：电子云形状---由电子亚层决定.电子的能量---由电子层、电子亚层决定。轨道---由电子层、电子亚层、电子云伸展方向决定。电子的运动状态---由电子层、电子亚层、电子云伸展方向和电子的自旋四个方面描述。表5-2稀有气体原子的电子层排布核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOQ21018365486氢氖氩氪氙氡HeNeArKrXeRn228288281882818188281832188（2）各层最多容纳2n2个电子（3）最外层不超过8个（K层2个）（4）次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。相互制约，相互联系核外电子排布规律:（1）能量最低原理三、核外电子排布式与轨道表示方式1、泡利不相容原理同一轨道上最多可容纳电子自旋方向相反的两个电子。核外电子排布的原则在同一原子里,没有运动状态完全相同的两个电子存在。2、能量最低原理：电子优先进入能量低的轨道。E1SE2SE2PE3SE3P（1）按能量由低到高顺序，正确书写轨道符号。（2）按电子排布规律，分别在s.p等亚层右上角填写所排电子的数目。例1.写出1~18号元素原子的核外电子排布式。核外电子排布式书写电子排布式：6C1s22s22p27N1s22s22p38O1s22s22p49F1s22s22p5轨道表示式S区、P区例2.O2-离子中电子的运动状态有()A.3种B.8种C.10种D.12种C其原子最外层有______种运动状态不同的电子，其原子中有______种能量不同的电子；65其属于_______区元素。P3．洪特规则:6C轨道表示式在能量相同的轨道上电子以相同的自旋方向，分占不同的轨道.7N轨道表示式8O轨道式9F轨道式写出19、20、26号元素原子的核外电子排布式。多电子原子中能级交错现象1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f6s6p5d6fE:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p电子填入轨道的先后顺序多电子原子中能级交错现象原因：除原子核对电子影响外，还存在各电子之间的相互作用，减弱了原子核对外层电子的作用.ns→(n-1)d→(n-2)f→np22Ti26Fe的核外电子排布式例如：22Ti26Fe24Cr1s22s22p63s23p63d44s2实验测定：1s22s22p63s23p63d54s1?填入按能级顺序书写按电子层顺序价电子29Cu1s22s22p63s23p63d94s2实验测定：1s22s22p63s23p63d104s1再如：1s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d64s2全充满：p6,d10,f14半充满：p3,d5,f7全空：p0,d0,f0特例:同一电子亚层全充满、半充满、或全空的状态都是能量较低的稳定状态。24Cr1s22s22p63s23p63d44s2实验测定：1s22s22p63s23p63d54s129Cu1s22s22p63s23p63d94s2实验测定：1s22s22p63s23p63d104s1比较：为何核外电子排布最外层电子不超过8个，次外层电子不超过18个….表示原子结构的化学式有:①电子式;②原子结构示意图;③特征电子构型(最外层电子排布式,即价电子数);④核外电子排布式;⑤轨道表示式.写出第三周期只有一个未成对电子的元素符号:1s22s22p63s11s22s22p63s23p11s22s22p63s23p5NaAlCl短周期P亚层上有2个未成对电子的元素符号:1s22s22p21s22s22p41s22s22p63s23p2COSi1s22s22p63s23p4S例2.(1).短周期元素P亚层未成对电子数最多的元素原子是___________.N、P(2).第三周期元素P亚层有一个未成对电子的元素__________.Al、Cl(3).第三周期元素P亚层有两个未成对电子元素原子的电子排布式和轨道表示式.例.下列原子的最外电子层中,成对电子占据的轨道和不成对电子占据的轨道数目相同的是A.BB.KC.SiD.OAD下列电子排布式表示的微粒,无法确定其是原子还是离子的是______.(A)1s2(B)1s22s2(C)1S22S22P63S23P6(E)1s22s22p1AC例9.元素X的原子最外层电子排布式是nsnnpn+1.原子中能量最高的是____电子,其电子云在空间有____种伸展方向;X的名称是____,其氢化物的电子式是_____.2P33氮例7若A元素原子的最外层电子的结构是ns2，则下列判断正确的是——。(A).A一定是金属元素(B).A一定是ⅡA族元素(C).A的最高正价是+2价(D).A不易形成负价.DHeBeMgCaFe例8.下列四种微粒中,不能破坏水的电离平衡的是().A.X2-1s22s22p63s23p6B.Y1s22s22p63s1C.Z3+1s22s22p6D.W-1s22s22p63s23p6D例10.X.Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X.Y原子最外层的电子排布可能是____.X3s23p12s22p33s23p13s2Y3s23p52s22p43s23p43s22P3(A)(B)(C)(D)BC例3.下列各组原子中,彼此的化学性质一定相似的是_____.(A)P原子:1s2Q原子:2s2(B)P原子:M电子层上有2个电子.Q原子:N电子层上也有2个电子.(C)P原子:2P亚层有1个未成对电子.Q原子:3P亚层也有1个未成对电子.(D)P原子:最外电子层(L层)上只有一个空轨道.Q原子:最外电子层(M层)上也只有一个空轨道.D9、写出核外电子总数为10、18的微粒(尽可能多)。核外电子总数为10的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4、F-、O2-、N3-、OH-、NH2-、H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、Al3+核外电子总数为18的微粒：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、HS-、F2、H2O2、HFO、N2H4、C2H68、写出相对分子质量为28的物质的分子式(三种)；写出相对分子质量为34的物质的分子式(三种)；写出相对分子质量为44的物质的分子式(三种)。CO、N2、C2H4H2S、PH3、H2O2CO2、N2O、C3H8写出1～35号元素的核外电子排布式。写出N、F、Si元素的轨道表达式。写出Cr、Cu、Fe、Na、Br、Ar最外层电子排布式。作业电子排布方面的规律1.主族元素中单电子数最多的是____族元素，前四周期单电子数最多的元素是_____2.原子最外层成对电子数和成单电子数相等的元素在_________族元素。3.原子最外层电子数是次外层电子数2倍或3倍的元素一定_________________.4.次外层电子数为2的元素一定____________.5.次外层电子数为8的元素在第三周期以下所有_______________的元素.ⅤACr.ⅢA、ⅥA在第二周期在第二周期ⅠA、ⅡA1.最外层电子数是一个的原子一定是主族吗?2.最外层电子数是nS2的原子一定是主族吗?3.除最外层外,其他各电子层的电子数均达到2n2,一定是主族元素吗?问题6、最外层电子数等于电子层数的元素为______________________________.7、未成对电子数等于电子层数的元素有________________（短周期）8、原子的S亚层和P亚层电子数相等的是____________.(短周期）。9、最外层电子数与次外层电子数相等的元素有__________.H、Be、Al、Ge、Sb、PoH、C、O、P.O、MgBe、Ar例9.第IV主族元素R,在它的R(OH)n中,其质量分数为0.778,在它的另一化合物R(OH)m中,质量分数为0.636.(1).试求n和m的值,n=___,m=____.(2)试求R的相对原子质量:_____.（二）、相对分子质量:一个分子的各原子的相对原子质量的总和。（注意：有时为了方便，相对原子质量和相对分子质量近似取组成原子的质量数之和）拓展:若相对原子质量的计算规定，以一种12C原子质量的1/24位标准1、O相对原子质量：;O2相对分子质量：;2、阿伏加德罗常数应为12C所含碳原子数；3、标况下气体的摩尔体积为；4、32g氧气在标准状况下的体积为；326424g44.8mol/L22.4L【练习一】设NA表示何伏加德罗常数，假定把12C的相对原子质量改为24，则下列说法不正确的是（）A.此时16O的相对原子质量为32；B.标准状况下44gCO2的体积为11.2L；C.44gCO2和28gCO含有相同数目的分子；D.18gH2O的物质的量为0.5mol.B阿伏加德罗常数、相对原子质量的标准均是人为规定的，如果它们发生了改变，则相对原子质量、相对分子质量、阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量、物质的量浓度等“主观因素”均会发生相应变化，而质量、微粒数、一定质量的气体的体积、气体的密度、物质的溶解度等“客观因素”却不会改变。