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2012,年上学期,制作,07,原子结构,电子云与原子轨道,思考：,宏观物体的运动特征：,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。,核外电子运动的特征,核外电子,质量小,(,只有,9.1110,-31,kg),，,运动空间小,（相对于宏观物体而言），,运动速率大,(,近光速,),。,无确定的轨道,，无法描述其运动轨迹。,无法计算电子在某一刻所在的位置,，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少,(,概率,),。,测不准原理,(,海森堡,),电子云,:,电子在原子核外出现的概率分布图。,1s,电子在原子核外出现的概率分布图,核外电子运动状态的描述,【,阅读,】P9,电子云,只是形象地表示 电子出现在各点的,概率,高低，而实际上并不存在。,小黑点不表示电子，只表示电子在这里出现过一次。,小黑点的疏密表示电子在核外空间内出现的机会的多少。,电子轮廓图的制作,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,。,P10,最后一段,s,能级的原子轨道图,*,s,能级的原子轨道是,球形对称,的,*,能层序数,n,越大,原子轨道半径越大,* p,能级的原子轨道是哑铃形的,每个,p,能级有,3,个原子轨道,它们相互垂直,分别以,p,x,p,y,p,Z,表示。,p,能级的原子轨道图,原子轨道,电子云形状,s,电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子出现的机会相同；,p,电子云呈,哑铃形,(,或,纺锤形,),；,d,电子云是花瓣形；,f,电子云更为复杂。,能量最低原理,能量最低原理的意思是：核外电子在运动时，总是优先占据能量更低的轨道，使整个体系处于能量最低的状态。,处于最低能量的原子叫做基态原子。,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。,核外电子排布的三大基本原理（规则）,泡利不相容原理,同一轨道上最多容纳两个自旋相反的电子。该原理有两个推论：,若两电子处于同一轨道，其自旋方向一定不同,若两个电子自旋相同，它们一定不在同一轨道,每个轨道最多容纳两个电子,核外电子排布的三大基本原理（规则）,电子排布式,电子排布图,Li:,1s,2,2s,1,1s 2s,洪特规则,电子在同一能级的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道，且自旋相同。,核外电子排布的三大基本原理（规则）,C,：,1s,2,2s,2,2p,2,X,X,洪特规则（特例）,对于同一个电子亚层，当电子排布处于,全满（,s,2,、,p,6,、,d,10,、,f,14,）,半满（,s,1,、,p,3,、,d,5,、,f,7,）,全空（,s,0,、,p,0,、,d,0,、,f,0,）,时比较稳定。,核外电子排布的三大基本原理（规则）,29,Cu,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,24,Cr,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,铁原子的电子排布图,洪特规则,泡利原理,能量最低原理,1s,2s,2p,3p,3d,3s,4s,小结：核外电子排布规则,1.,能量最低原理,2.,泡利不相容原理,3.,洪特规则,小结：,一、原子核外电子排布遵循的原理和规则,二、原子核外电子排布的表示式,能量最低原则,泡利不相容原理,洪特规则,电子排布式,电子排布图,确定原子序数,解答基态原子电子排布问题的一般思路：,能量最低原则,能级排布,电子排布,泡利不相容原理,洪特规则,小结：,方法导引,能量最低原理、基态与激发态、光谱,能量最低原理,:,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。,基态原子,:,处于最低能量的原子,(,稳定,),电子放出能量,电子吸收能量,激发态原子,:,基态原子的电子吸收能量后电子会跃迁到较高的能级,变为激发态原子。,(,不稳定,),如,：,Na 1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,如,：,Na 1s,2,2s,2,2p,6,3p,1,【,阅读,】 P7,四 第一段,基态与激发态的关系原子光谱,基态原子,激发态原子,吸收能量,释放能量,发射光谱,吸收光谱,能量较高,能量最低,基态与激发态相互转化的应用,焰色反应,焰色反应就是某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从,基态,激跃迁到,激发态,；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约,10,s,）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。,焰火呈现五颜六色的原因,当基态原子的电子吸收能量后，电子会,_,，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将,_,能量。光（辐射）是电子,_,能量的重要形式之一。,跃迁到较高能级,释放,释放,课堂练习,1.,当镁原子由,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3p,2,时，以下说法正确的是（ ）,A,镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量,B,镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量,C,镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量,D,镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量,2.,判断下列表达是正确还是错误？,(1) 1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,2,属于激发态,(2) 1s,2,2s,2,2p,6,3d,1,属于激发态,构造原理：,1,s,；,2,s,2,p,；,3,s,3,p,；,4,s,3,d,4,p,；,5,s,4,d,5,p,;,6,s,4,f,5,d,6,p,；,7,s,5,f,6,d,光的色散,光谱：,按一定次序排列的彩色光带,用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱,锂、氦、汞的发射光谱,锂、氦、汞的吸收光谱,特征：,暗背景,亮线,线状不连续,特征：,亮背景,暗线,线状不连续,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的,吸收光谱,或,发射光谱,，总称,原子光谱,。,光谱分析：,在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为,光谱分析,。元素的发现等,锂、氦、汞的吸收光谱,锂、氦、汞的发射光谱,化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。,通过原子光谱发现许多元素。,如：,铯,（,1860,年）和,铷,（,1861,年），其光谱中有特征的篮光和红光。,又如：,1868,年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体,氦,。,光谱分析的应用,下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图,_,是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图,_,是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。,课堂练习,1.,关于光谱分析，下列说法错误的（ ）,A,、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的,特征谱线,B,、光谱分析不能用连续光谱,C,、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱,D,、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成,2.,在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（,）,A,、太阳内部含有这些暗线所对应的元素,B,、太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素,C,、太阳大气层中含有这些暗线所对应的元素,D,、地球的大气层中含有这些暗线所对应的元素,3,基态碳原子的最外能层的各能级中， 电子排布的方式正确的是（ ）,A B C D,鲍林（,Pauling,），卓越的美国化学家。主要研究结构化学，曾获,1954,年诺贝尔化学奖和,1963,年诺贝尔和平奖。,
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