泡利原理、洪特规则(三)课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 原子结构与性质,第一节 原子结构,(,第二课时,),原 子 结 构,一、能层与能级,二、构 造 原 理,三、原子基态、激发态、光谱,四、电子云、原子轨道、泡利原理及洪特规则,上节课我们学习了什么？,核外电子的,排布,核外电子分层排布,电子按能量高低在核外分层排布,(KLMN),。,1,2,3,4,5,6,7,K,L,M,N,O,P,Q,由内到外，能量逐渐升高,构造原理,1 K,一,能层,能级数,2 L,二,7,Q,七,6 P,六,5 O,五,4 N,四,3 M,三,生活中的光现象,四、能量最低原理、基态、激发态、光谱,阅读教材,7-8,页,原子的电子排布,遵循构造原理,能使整个原子的能量处于最低状态,吸收能量,能量释放,应用：,1,、能量最低原理,:,基态原子,激发态原子,原子光谱,光谱分析,-,发现新元素,-,鉴定元素,（低能）,（高能）,光（辐射）,电子释放能量的重要形式之一,2,、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，可以用光谱摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱的总称。,锂、氦、汞的发射与吸收光谱,以下电子排布式,能,表示基态原子的是（,）,A,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,3p,3,B,1s,2,2s,2,3s,1,C,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,1,D,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,1,D,激发态,碳原子的基态价电子排布为：,2s,2,2p,2,其中一激发态电子排布为,2s,1,2p,3,应 用 反 馈,1,、同一原子的基态和激发态相比较（）,A,、基态时的能量比激发态时高,B,、基态时比较稳定,C,、基态时的能量比激发态时低,D,、激发态时比较稳定,B,、,C,2,、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁 有关的是 （）,A,、钢铁长期使用后生锈,B,、节日里燃放的焰火,C,、金属导线可以导电,D,、卫生丸久置后消失,B,应 用 反 馈,3,、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（）,A,元素原子的核电荷数,B,原子核外电子的多少,C,电子离原子核的远近,D,原子核外电子的大小,C,4,、当氢原子中的电子从,2p,能级，向其他低能量能级 跃迁时,(),A.,产生的光谱为吸收光谱,B.,产生的光谱为发射光谱,C.,产生的光谱线的条数可能是,2,条,D.,电子的势能将升高,.,B,、,C,原子核外电子是如何运动的呢？,玻尔的行星模型,教材第,10,页,宏观物体、电子运动的比较,宏观物体,微观粒子,（电子）,质量,速度,位移,能量,轨迹,很大,很小,较小,很大,（接近光速）,可测,可测,位移、能量,不可同时测定,可描述,（画图或,函数描述）,宏观物体,微观粒子,氢原子电子运动,不能确定一定状态的核外电子在某一时刻处于核外空间某处，只能确定它在核外各处出现的概率。,我知道了,发 现 问 题,原子核外电子是如何运动的呢,?,1,、现代量子力学的描述：不可能像描述宏观物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。,2,、电子云：,电子在原子核外出现的概率密度分布，电子云是核外电子运动状态的形象化描述。,五、电子云与原子轨道,问 题 探 究,3,、电子云图：,思考,:,电子云图中小黑点及其小黑点疏密的含义？,小黑点表示电子在此处出现过一次，小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率的大小,1,以下对核外电子运动状况的描述正确的是（,）,A,、电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转,B,、电子云就是高速运动的电子所分散的云。,C,、电子云图中的小黑点的多少表示电子个数的多少,D,、电子云图中的小黑点的疏密表示电子在核外空间出现机会的多少,你理解了吗？,D,问 题 探 究,4,、原子轨道（常把电子出现的概率,约为,90%,的空间圈出来。人们把这种,电子云轮廓图称为原子轨道。）,（,1,）,S,能级,1s,、,2s,、,3s,、,4s,电子的能量依次增高、电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，所以原子轨道的半径增大,只有,1,个轨道,ns,能级的原子轨道,1,1,1,能层序数,n,越大，轨道半径越大。,1s,2s,3s,球形,上图中,表示,1S,、,2S,、,3S,电子云的分别是哪幅？,nS,有一个轨道,Px,Py,Pz,（,2,）,nP,能级的原子轨道,nP,有三个原子轨道，相互垂直,纺锤形,同一能层，轨道能量,Px=Py=Pz,半径随,n,值增大,量子力学告诉我们：,nS,能级各有,1,个轨道,nP,能级各有,3,个轨道,nd,能级各有,5,个轨道,nf,能级各有,7,个轨道,你理解原子轨道了吗？,甲同学说：,S,电子绕核运动，其轨道为一圆圈，而,P,电子走,形。,这种说法对吗？,不对。,因为电子运动并无固定轨迹。,理解原子轨道的含义,电子云轮廓图,(,电子云的概率分布,),你理解原子轨道了吗？,乙同学说：,M,能层上有,3s,、,3p,、,3d,三条轨道。这种说法对吗？,不对。,电子层,原子轨道类型,原子轨道数目,可容纳的电子数,3,3S,，,3P,，,3d,1+3+5,18,理解各能层、各能级包含的原子轨道数目,科 学 探 究（第二周期元素原子的轨道表示式）,（,3,）轨道表示式,:,将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内表明基态原子核外电子分布的式子称为轨道表示式。,1,、,每个轨道最多容纳,2,个电子,，,即电子对。用方向相反的箭头“,”,表示。,2,、当电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同的轨道而且自旋方向相同。,总 结,发 现 问 题,能 级 符 号,s p d f,轨 道 数,1 3 5 7,最多容纳电子数,2 6 10 14,解 决 问 题,1,、泡 利 原 理,1,个轨道最多容纳,2,个电子,，,而且自旋方向相反。用箭头“,”,表示。,核外电子在同一能级上排布时所遵循的规律,2,、洪 特 规 则,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。（出现全充满、半充满、全空时能量最低。）,问 题 解 决,电子分布到能量相同的等价轨道时，总是尽先单独占据一个轨道，并且自旋相同的方向。,例,:N,洪特（,Hund,）规则,1s,2s,2p,问 题 解 决,作为洪特规则的特例，等价轨道：,全充满,p,6,、,d,10,、,f,14,半充满,p,3,、,d,5,、,f,7,全 空,p,0,、,d,0,、,f,0,的结构状态比较稳定,例：,19,K,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,或,Ar4s,1,24,Cr Ar3d,5,4s,1,问 题 解 决,即电子在原子轨道中的填充顺序，并不是原子轨道能级高低的顺序，填充次序遵循的原则是使原子的总能量保持最低。,能量最低原理,整个原子处于 状态,能量最低,原子处在基态时，电子排布遵循,3,原则：,1,、泡利不相容原理,2,、能量最低原理,3,、洪特规则,1,个轨道最多容纳,2,个电子,，,而且自旋方向相反。用箭头“,”,表示。,在不违背,Pauli,原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低。,当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。（出现全充满、半充满、全空时能量最低。）,下列各轨道表示式能准确表示基态氧原子的核外电子排布的是（,）,1S,2S,2P,1S,2S,2P,1S,2S,2P,1S,2S,2P,A,B,C,D,D,这节课我们重点学习了什么？,核外电子的运动及其描述,核外电子,遵循,排布,运动,描述,能量最低原理,泡利原理,洪特规则,电子云,原子轨道,下列说法中正确的是（）,A,、处于最低能量的原子叫基态原子,B,、,3P,2,表示,3P,能级有两个轨道,C,、同一原子中，,1S,、,2S,、,3S,电子的能量逐渐降低,D,、同一原子中，,2P,、,3P,、,4P,能级的轨道数依次增多,练习一,A,下列电子层中，原子轨道的数目为,4,的是（）,A,、,K,层,B,、,L,层,C,、,M,层,D,、,N,层,练习二,B,3,、某元素的,3P,能级上有两个未成对电子，因此其（）,A,第三层上有,4,个电子,B,最高正价为,+4,C,最高正价为,+2,D,第二层没有未成对电子,练习三,D,应 用 反 馈,练习,1,、写出碳、磷、铜的电子排布式及轨道式。,2,、见讲义,