揭开原子核外电子运动的面纱(理科班).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,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,*,不方便为,要点梳理,一个原子的质量,原子核,的组成,质子,中子,一种元素有几种原子,（,如：,12,C,、,14,C,）,同位素,计算元素的相,对原子质量,约,10,-23,g,相对原子质量,（,知道其质量、带电情况,）,某元素的平均相对原子质量,=,同位素原子相对,原子质量,相对丰度,某元素的近似平均相对原子质量,=,同位素原子的质量数,相对丰度,同位素原子的相对原子质量,一个同位素原子的质量,1,12,C,的质量,12,=,同步训练,决定原子种类的是,A,质子数,B,中子数,C,质子数和中子数,D,最,外层电子数,C,同步训练,某质子数为,92,的原子质量数为,238,，其中子数为,A 92 B 146 C 238 D 156,B,同步训练,下列叙述中正确的是,含有相同质子数的微粒，一定是同种元素的原子或 离子,含有相同中子数的微粒一定属于同位素,质量数相同的微粒一定属于同种元素,质子数和电子数都相同的微粒可能是分子和离子,电子数相同的微粒，可能是不同分子、原子和离子,A B C D ,C,同步训练,在自然界中氢有三种同位素,1,H,、,2,H,、,3,H,，氧也有三种同位素,16,O,、,17,O,、,18,O,，若由上述原子形成的水分子，其中水分子相对分子质量最大值是,_,。,(,1,H,、,2,H,、,3,H,称同类、不同种的原,子,),24,1.3揭开原子核外电子运动的面纱,教学目标,1.了解原子核外电子是分层的排布的；,2.知道电子层和原子结构示意图的含义；,3.了解稀有气体、金属、非金属元素的最外层电子数跟元素化学性质的密切关系；,4.提高对物质结构和性质关系的分析、判断和推理能力。,一、电子的运动特征,运动物体,汽车,炮弹,人造卫星,宇宙飞船,电子,速率（,Km/S),0.03,2.00,7.80,11.00,2200.00（光速的1%）,特征1：速度极快,乒乓球直径,核外电子运动空间范围,4,10,-2,m,n,10,-10,m,特征2：运动空间极小,特征3：,无固定运动轨迹,测不准,三“极”一“无”,三、核外电子排布规律,原子核外电子是分层排布的,（1）,“电子层”表示运动着的电子离核远近的不同,*,由近到远,：,第一、二、三、四、五、六、七层,K、L、M、N、O、P、Q,*,由近到远,：电子（层）的,能量由低到高,思考：多个电子优先排列在哪些电子层上？为什么？,找出电子在各层上的排列规律有哪些？,(,阅读表,1.3 1.4),理科班补充,：（,2,）电子亚层,*电子层序数,(n),是多少，该电子层中就,有多少个电子亚层。,*不同的电子亚层具有不同的形状，即,不同亚层中电子运动所形成的电子云,的形状不同。,电子层序数,(n),1,2,3,4,电子亚层数,1,2,3,4,电子亚层符号,1s,2s,、,2p,3s,、,3p,、,3d,4s,、,4p,、,4d,、,4f,不同电子亚层电子云的形状,S,亚层电子云球形,p,亚层电子云纺锤形,思考：,下列电子亚层的符号是否正确？,3d,、,2s,、,4d,、,1p,、,2p,、,2d,、,3f,电子云的伸展方向,s,电子云,球形对称，只有,一种,伸展方向，即,一个,轨道,p,电子云,纺锤形，在空间有,三种,相互垂直的,伸展方向,(p,x,、,p,y,、,p,z,),，即,三个,轨道,d,电子云,在空间有,五种,伸展方向，即,五个,轨道,f,电子云,在空间有,七种,伸展方向，即,七个,轨道,五、电子云与原子轨道,*nf,能级的,7,个轨道,电子层序数,(n),1,2,3,4,电子亚层数,电子亚层符号,各亚层中的轨道数,电子层中最多轨道数,电子层中最多电子数,电子自旋,第一到第四电子层电子运动状态规律小结：,能量比较：,(1),同一电子层、同一电子亚层,(,轨道,),上的电,子能量相同；如,E,2p,x,=E,2p,y,=E,2p,z,(2),同一电子层、不同电子亚层上的电子能量：,f d p s,；,(3),不同电子层、相同电子亚层，,n,越大，电子,能量越高；如,E,4s,E,3s,E,2s,E,1s,(4),电子的能量决定于几个方面？,轨道决定于几个方面？,核外电子运动的状态决定于几个方面？,练习：,将同一原子中的,2p,、,3d,、,2s,、,1s,、,3p,、,4f,亚层中的电子按其能量由低到高的,顺序排列。,*能级的定义：课本,P9,写出铍原子、氟原子、硅原子、磷原,子的核外电子排布式？,电子排布式的书写格式：,元素符号；,轨道符号,(,带电子层数,),；,电子个数,(,右上角,),。,2.,泡利不相容原理 课本,P8,*,轨道表示式,练习：,写出,C,、,N,、,O,原子的核外电子排布,式、轨道表示式、电子式,3.,洪特规则 课本,P8,练习：,写出,24,Cr(,铬,),、,29,Cu,的核外电子排布式,*洪特规则特例：对同一电子亚层，当电,子排布为全充满、半充满或全空是比较,稳定的。,写出,26,Fe,的核外电子排布式和外围,(,层,),电子构型、轨道表示式,*能否从原子结构,(,核外电子排布,),说明,Fe,3+,比,Fe,2+,稳定？,例：,14,Si,原子中核外电子数、最外层电子,数、电子占有的轨道数、未成对电子,数、已成对电子数、电子对数、价电,子数、,3p,上的空轨道数分别是多少？,思考与练习：,在含有多个电子的原子里，电子依能量的不,同分层排布，其主要规律是：,核外电子总是尽先排布在能量较,的电,子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步,的电子层。,原子核外各电子层最多容纳,个电子。,原子最外层电子数目不能超过,个,(K,层为,最外层时不能超过,个,),，次外层电子数,目不能超过,个，倒数第三层电子数目不,能超过,个。,原子核中无中子的原子：,_,最外层有,1,个电子的原子：,_,最外层有,2,个电子的原子：,_,最外层电子数等于次外层电子数的原子：,_,最外层电子数是次外层电子数,2,倍的原子：,_,最外层电子数是次外层电子数,3,倍的原子：,_,最外层电子数是次外层电子数,4,倍的原子：,_,电子层数与最外层电子数相等的原子：,_,电子总数为最外层电子数,2,倍的原子：,_,次外层电子数是最外层电子数,2,倍的原子：,_,内层电子数是最外层电子数,2,倍的原子：,_,H,H,、,Li,、,Na,He,、,Be,、,Mg,Be,、,Ar,C,O,Ne,H,、,Be,、,Al,Be,Li,、,Si,Li,、,P,前,18,号元素的原子结构的特殊性,“,同一原子中没有能量完全相同的电,子”对吗？,试确定核外电子排布为,1s,2,2s,2,2p,6,的简,单微粒为何种元素？,写出核外电子分别为,2,个电子、,10,个,电子、,18,个电子的阴离子、阳离子和,分子的微粒。,1-20,号元素中,(1),若一个原子的最外层有,1,对成对电子,则最外层有几个电子,?,(2),若一个原子的最外层有,2,对成对电子,则最外层有几个电子,?,(3),若一个原子的最外层有,3,对成对电子,则最外层有几个电子,?,(4),哪几种元素原子的最外层,s,电子数等,于,p,电子数？,(5),哪几种元素原子的,s,电子数,=p,电子数？,(6),哪几种元素原子的最外层,p,电子数是,s,电子数的三倍？,写出下列各元素原子的电子式,(1)X,2-,的核外电子排布与,Ar,相同,则,X,的电子式,?,(2)L,层的,p,亚层中有,3,个未成对电子,则该元素的,电子式,?,写出下列物质的电子式,(1)CO,2,H,2,S NH,3,CH,4,MgO NaOH NH,4,Cl NaF,(2),某两元素原子最外层电子排布为,2s,2,2p,4,和,3s,1,它们形成化合物的电子式,?,下列四种微粒中,不能破坏水的电离,平衡的是,(),(A)X,2-,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,(B)Y 1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,(C)Z,3+,1s,2,2s,2,2p,6,(D)W,-,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,若,A,元素原子的最外层电子结构为,ns,2,则下列判断正确的是,(),(A)A,一定是金属元素,(B)A,一定是,A,族元素,(C)A,的最高正价是,+2,价,(D)A,不易形成负价,下列各组原子中,彼此的化学性质,一定相似的是,(),(A)P,原子,:1s,2,Q,原子,:2s,2,(B)P,原子,:M,电子层上有,2,个电子,Q,原子,:N,电子层上有,2,个电子,(C)P,原子,:2p,亚层上有,1,个未成对电子,Q,原子,:3p,亚层上也有,1,个未成对电子,(D)P,原子,:,最外电子层,L,层上只有,1,个空轨道,Q,原子,:,最外电子层,M,层上也只有,1,个空轨道,提高练习,A,原子的,L,层比,B,原子的,L,少,3,个电子，原子核外的总电子数,B,比,A,多,5,个，则,A,、,B,可形成,(A)AB (B)A,2,B,(C)B,3,A,2,(D)B,2,A,3,（2）核外电子排布规律,:,（1）能量最低原理,电子先排布在能量较低的轨道上。,（2）,第一层最多排2个，第二层最多排8个，第三层最多18个第,n,层排2,n,2,个。,最外层不超过8个（,K,层为最外层时不超过2个），如果最外层为8个（,K,层为2个）就达到了饱和稳定结构。,次外层不超过18个，倒数第三层不超过32,思考：我们用什么方法来来形象表示原子核和核外电子的排布状况呢？,四、原子的结构示意图：,氧原子,（O）,氢原子（,H）,原子结构示意图的含义：,镁原子,（,Mg),原子核,质子数,电子层,该层上的电子数,第一层 倒数第一层 最外层 次外层,电子层数为_层。,训练：完成下列原子的结构示意图,A、,质子数为1的原子,B、,质子数为的原子,C、,质子数为9的原子,D、,质子数为11的原子,E、,质子数为16的原子,F、,质子数为17的原子,20,号元素,56,号元素,85,号元素,原子结构示意图,质子数,电子层数,最外层电子数,1、填表,2、下列原子结构示意图正确的是（）,+2,+9,+11,+20,2,3,6,2,9,2,8,10,3、下列结构示意图中，表示原子结构的是(),+11,+17,+,16,+3,2,8,2,8,8,2,8,8,2,1,A,B,C,D,A,B,C,D,12,3,2,A,D,5、画出下列原子的结构示意图,（1）核内有8个质子的原子,（2）核内有3个电子层，第1层和第3层上电子数相同,（,3,）最外层电子数是次外层电子数,2,倍的原子。,4、下列原子结构示意图中，属于稳定结构的是（）,+8,+9,+10,+11,2,6,2,7,2,8,2,8,1,C,A,B,C,D,核电荷数为118的元素的原子结构示意图,金属元素,非金属元素,稀有气体元素,最外层电子数,一般少于4个,最外层电子数,一般多于4个,最外层电子数,以达到最多（2,个或8个）,说明：,1.化学反应的实质是原子的重新组 合，在组合过程中，元素的原子总是力求使自身的结构趋于或达到,稳定结构,。,2.,稳定结构,是指,类似于,稀有气体元素原子的最外层电子数达到,最多（2个或8个）,的结构。,思考：,稀有气体元素的原子已经达到了稳定结构，金属元素的原子和非金属元素的原子,怎样才能达到稳定结构呢,？,得失电子,讨论完成下表：,元素分类,最外层电子数,原子结构的稳定性,电子的得失,化学性质,金属,非金属,稀有气体,少于4,易失电子,不稳定,较活泼,多于4,不稳定,易得电子,较活泼,2或8,稳定,不易得失,较稳定,三类不同元素的原子结构特点与化学性质的关系,结论：,元素的化学性质与最外层电子数关系密切,最外层电子数决定化学性质,练习：,1.从核电荷数、质子数、中子数、核外电子（数）、最外层电子数中选折填充：,（1）决定元素种类的是,；,（2）与元素化学性质十分密切的是,；,（3）不带电的微粒是,；,（4）决定原子质量的是,和,；,（5）一定相等的是,和,。,核电荷数或质子数,最外层电子数,中子,质子数,中子数,核电荷数,质子数,思考：既然最外层电子数决定元素性质，可见最外层电子的重要性，那么我们用什么方法来反映这一特点呢？,五、电子式,定义：,用小黑点（或,）来表示原子的最外层上的电子的式子。,例如：,氢原子：,H,氧原子：,O,：,：,：,X,：,：,X,：,：,.,.,.,X,：,.,.,X,.,：,X,.,X,：,：,X,.,.,：,X,：,.,最外层电子数为,1-8,的原子,的电子式,【,思考与练习,】,写出碳、氯、氩原子的电子式,练习：完成下列原子的电子式。,7-10号元素、1418号元素,思考：金属元素在化学反应中易失去最外层电子，非金属易得到电子达到饱和稳定结构，那么这种饱和稳定的微粒又叫什么呢？,六、离子,1定义：原子或原子团得、失电子后形成的带电微粒称为离子（,ion),2、离子的形成：,Na,+11,2 8,+12,2 8 2,+11,2 8 1,+8,2 6,+9,2 7,+9,2 8,+12,2 8,+8,2 8,失1,e,失2,e,得1,e,得2,e,原子,Mg,F,O,原子结构示意图,离子结构示意图,离子符号,Na,+,Mg,2+,F,-,O,2-,3、离子符号：,X,n,+,-,离子所带电荷数（“1”省写）,离子所带的电荷种类,例如：,Na,+,K,+,H,+,Ag,+,Ca,2+,Mg,2+,Ba,2+,Zn,2+,Cu,2+,Cu,2+,F,-,Cl,-,Br,-,I,-,O,2-,S,2-,OH,-,NO,3,-,CO,3,2-,SO,4,2-,NH,4,+,观察思考：,离子符号与元素化合价的表示符号有何区别与联系？,失去或得到电子后的原子所带的电荷恰好在数值上等于化合价。,核外电子的得失导致化合价的变化，而化合价是元素化学性质的表现。,元素的化学性质取决于最外层电子数,。,4、离子的种类：,离子,阳离子,阴离子,（带正电荷）,（带负电荷）,Na,+,K,+,H,+,Ag,+,Ca,2+,Mg,2+,Ba,2+,Zn,2+,Cu,2+,Cu,2+,NH,4,+,F,-,Cl,-,Br,-,O,2-,S,2-,OH,-,NO,3,-,CO,3,2-,I,-,离子：,简单离子,复杂离子,由根得失电子形成,SO,4,2-,OH,-,NO,3,-,CO,3,2-,OH,-,K,+,Cl,-,S,2-,观察原子变成离子的过程演示图，思考讨论：金属原子变成阳离子，非金属原子变成阴离子，原子结构上有何变化？,金属原子变成对应的阳离子，电子层数少掉一层。,非金属原子变成对应的阴离子，电子层数不变,应用：,A,原子的阳离子与,B,原子的阴离子的核外电子结构完全相同，则质子数,A_B(,填“大于”“等于”或“小于”）,5、简单离子的电子式,离子,阳离子,阴离子,钠离子,钙离子,铁离子,Na,+,Ca,2+,Fe,3+,氯离子,氧离子,氟离子,硫离子,O,2-,Cl,-,F,-,S,2-,活动：观察总结阴离子与阳离子的电子式各有什么特征？,Cl,O,H,+,Cl,-,O,2-,H,+,氯离子,氧离子,氢离子,2-,-,在元素符号周围用,或,表示原子或离子最外层电子数，离子的电荷用,+,或,-,标明在右角上，阴离子并加上方括号。,活动：观察总结阴离子与阳离子的电子式各有什么特征？,练习：,离子名称,离子符号,离子结构示意图,离子的电子式,氢离子,镁离子,硫离子,氟离子,6、原子、分子、离子内质子、中子、电子的计算：,（1）各种表达：,X,Z,A,m,n,b,活动：指出上述各部分的意义。,（2）分子内质子、中子、电子的计算：,H,2,O D,2,O T,2,O,HCl NaCl,O,3,Cl,2,H,2,SO,4,H,3,PO,4,小结：分子内：_=_,(3)离子内质子、中子、电子的计算：,K,+,NH,4,+,OH,-,NO,3,-,S,2-,H,3,O,+,小结：离子内各种微粒的计算：,X,A,a,N+,质子数=_,中子数=_,电子数=_,Y,A,b,N-,质子数=_,中子数=_,电子数=_,列举,：,（1）含有10个电子的分子_、_、_、_、_、_。,（2）含有10个电子的阳离子_、_、_、_、_。,（3）含有10个电子的阴离子_、_、_、_。,核外有十个电子的微粒有哪些,原子：,Ne,分子：,H,2,O,、,NH,3,、,HF,、,CH,4,离子：,Na,+,、,Mg,2+,、,Al,3+,、,O,2-,、,N,3-,、,F,-,、,NH,4,+,1、某元素,55,R,的核内有30个中子，,R,2+,的核外有_电子。,2、下列具有相同电子层结构的一组为_,A、Na,+,Cl,-,Ne,B、O,2-,Na,+,Mg,2+,C、S,2-,Cl,-,Al,3+,D、F,-,Cl,-,Br,-,3、写出下列微粒的核外电子数,a,A_,b,B,n+,_ cC,m+,_ xD,n-,_,y,E,m-,_,若：,b,B,n+,与,y,E,m-,具有相同的核外电子排布，写出,bynm,之间的关系式_。,【,练习,】,核电荷数,1-20,元素的原子中,1,、,最外层有,1,个电子的原,子,H,、,Li,、,Na,、,K,最外层有,7,个电子的原子,F,、,Cl,2,、,最外层电子数等于次外层数的是,2,+4,2,Be,2,+18,8,8,Ar,3,、,最外层电子数等于次外层数,2,倍（或,3,倍）的是,4,2,+6,C,+8,2,6,O,4,、,K,层与,L,层电子数之和等于,L,层与,M,层电子数之和的是,2,2,+12,8,Mg,5,、,最外层电子数等于电子层数,。,H,、,Be,、,Al,6,、,电子总数是电子层数,3,倍,。,C,7,、,最外层电子数是次外层的,1/2,。,Li,、,Si,要点梳理,原子核,外电子,的运动,运动状态的描述,电子排布的,表示方法,电子排布,的规律,*电子云,电子在原子核外一定区域范围内运动，电子云是表示了单位体积内电子出现的机会多少的图像,结构示意图,（,原子、离子,）,电子式,（,原子、离子、分子、原子团,）,电子按能量由低到高分层排布,每个电子层最多容纳,2n,2,个电子,最外层不超过,8,个电子，次外层,不超过,18,个电子,END,