概率分布图看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云 。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成为原子轨道 。
S的原子轨道是球形的,能层序数越大,原子轨道的半径越大 。
P的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个轨道,它们互相垂直,分别以Px、Py、Pz为符号 。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大 。
s电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心),能层序数,2越大,原子轨道的半径越大 。这是由于1s,2s,3s……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,电子云越来越向更大的空间扩展 。这是不难理解的,打个比喻,神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天,2s电子比1s电子能量高,克服原子
核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s大,因而2s电子云必然比1s电子云更扩散 。
(2) [重点难点]泡利原理和洪特规则
量子力学告诉我们:ns能级各有一个轨道,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.而每个轨道里最多能容纳2个电子,通常称为电子对,用方向相反的箭头“↑↓”来表示 。
一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反,这个原理成为泡利原理 。
推理各电子层的轨道数和容纳的电子数 。
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,这个规则是洪特规则 。
〖练习〗写出5、6、7、8、9号元素核外电子排布轨道式 。并记住各主族元素最外层电子排布轨道式的特点:(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道 。
〖思考〗下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布,请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息 。
〖思考〗写出24号、29号元素的电子排布式,价电子排布轨道式,阅读周期表,比较有什么不同,为什么?从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布 。
它们是否符合构造原理?
2.电子排布式可以简化,如可以把钠的电子排布式写成[Ne]3S1 。试问:上式方括号里的符号的意义是什么?你能仿照钠原子的简化电子排布式写出第8号元素氧、第14号元素硅和第26号元素铁的简化电子排布式吗?
洪特规则的特例:对于同一个能级,当电子排布为全充满、半充满或全空时,是比较稳定的 。
课堂练习
1、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布 。
(1)N(2)Cl(3)O(4)Mg
2、以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况 。试判断,哪些违反了泡利不相容原理,哪些违反了洪特规则 。
(1)(2)(3)
(4)(5)(6)
违反泡利不相容原理的有,违反洪特规则的有。
3、下列原子的外围电子排布中,那一种状态的能量较低?试说明理由 。
(1)氮原子:A.B.
2s2p2s2p
;
(2)钠原子:A.3s1B.3p1
;
(3)铬原子:A.3d54s1B.3d44s2
。
4、核外电子排布式和轨道表示式是表示原子核外电子排布的两种不同方式 。请你比较这两种表示方式的共同点和不同点 。
5、原子核外电子的运动有何特点?科学家是怎样来描述电子运动状态的? 以氮原子为例,说明原子核外电子排布所遵循的原理 。
之一节原子结构:(第3课时)
知识与技能:
1、知道原子核外电子的排布遵循能量更低原理
2、知道原子的基态和激发态的涵义
3、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简单应用
[重点难点]能量更低原理、基态、激发态、光谱
教学过程:
〖引入〗在日常生活中,我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢?
创设问题情景:利用录像播放或计算机演示日常生活中的一些光现象,如霓虹灯光、激光、节日燃放的五彩缤纷的焰火等 。
提出问题:这些光现象是怎样产生的?
问题探究:指导学生阅读教科书,引导学生从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因 。
问题解决:联系原子的电子排布所遵循的构造原理,理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念,并利用这些概念解释光谱产生的原因 。
应用反馈:举例说明光谱分析的应用,如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦,化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量,还可以让学生在课后查阅光谱分析 *** 及应用的有关资料以扩展他们的知识面 。
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