新人教版高二化学选修3:原子结构(第2课时)教案 Word版

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第二課時

知識與技能:

1、瞭解原子結構的構造原理,能用構造原理認識原子的核外電子排布

2、能用電子排布式表示常見元素(1~36號)原子核外電子的排布

3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理

4、知道原子的基態和激發態的涵義

5、初步知道原子核外電子的躍遷及吸收或發射光譜,瞭解其簡單應用

教學過程:

〖課前練習〗

1、理論研究證明,在多電子原子中,電子的排布分成不同的能層,同一能層的電子,還可以分成不同的能級。能層和能級的符號及所能容納的最多電子數如下:

(1)根據 的不同,原子核外電子可以分成不同的能層,每個能層上所能排布的最多電子數為 ,除K層外,其他能層作最外層時,最多只能有 電子。

(2)從上表中可以發現許多的規律,如s能級上只能容納2個電子,每個能層上的能級數與 相等。請再寫出一個規律 。

2、A、B、C、D均為主族元素,已知A原子L層上的電子數是K層的三倍;B元素的原子核外K、L層上電子數之和等於M、N層電子數之和;C元素形成的C2+離子與氖原子的核外電子排布完全相同,D原子核外比C原子核外多5個電子。則

(1)A元素在週期表中的位置是 ,B元素的原子序數為 ;

(2)寫出C和D的單質發生反應的化學方程式 。

〖引入〗電子在核外空間運動,能否用宏觀的牛頓運動定律來描述呢?

4、電子雲和原子軌道:

(1)電子運動的特點:①品質極小 ②運動空間極小 ③極高速運動。

因此,電子運動來能用牛頓運動定律來描述,只能用統計的觀點來描述。我們不可能像描述宏觀運動物體那樣,確定一定狀態的核外電子在某個時刻處於原子核外空間如何,而只能確定它在原子核外各處出現的概率。

概率分佈圖看起來像一片雲霧,因而被形象地稱作電子雲。常把電子出現的概率約為90%的空間圈出來,人們把這種電子雲輪廓圖成為原子軌道。

S的原子軌道是球形的,能層序數越大,原子軌道的半徑越大。

P的原子軌道是紡錘形的,每個P能級有3個軌道,它們互相垂直,分別以Px、Py、Pz為符號。P原子軌道的平均半徑也隨能層序數增大而增大。

↑ ↑ ↑↑ ↑ ↓ ↓↑ ↑ ↑ ↓↑

s電子的原子軌道都是球形的(原子核位於球心),能層序數,2越大,原子軌道的半徑越大。這是由於1s,2s,3s……電子的能量依次增高,電子在離核更遠的區域出現的概率逐漸增大,電子雲越來越向更大的空間擴展。這是不難理解的,打個比喻,神州五號必須依靠推動(提供能量)才能克服地球引力上天,2s電子比1s電子能量高,克服原子核的吸引在離核更遠的空間出現的概率就比1s大,因而2s電子雲必然比1s電子雲更擴散。

(2) [重點難點]泡利原理和洪特規則

量子力學告訴我們:ns能級各有一個軌道,np能級各有3個軌道,nd能級各有5個軌道,nf能級各有7個軌道.而每個軌道裏最多能容納2個電子,通常稱為電子對,用方向相反的箭頭“↑↓”來表示。

一個原子軌道裏最多只能容納2個電子,而且自旋方向相反,這個原理成為泡利原理。

推理各電子層的軌道數和容納的電子數。

當電子排布在同一能級的不同軌道時,總是優先單獨佔據一個軌道,而且自旋方向相同,這個規則是洪特規則。

〖練習〗

寫出5、6、7、8、9號元素核外電子排布軌道式。並記住各主族元素最外層電子排布軌道式的特點:(成對電子對的數目、未成對電子數和它佔據的軌道。

〖思考〗下列表示的是第二週期中一些原子的核外電子排布,請說出每種符號的意義及從中獲得的一些資訊。

〖思考〗寫出24號、29號元素的電子排布式,價電子排布軌道式,閱讀週期表,比較有什麼不同,為什麼?從元素週期表中查出銅、銀、金的週邊電子層排布。

它們是否符合構造原理?

2.電子排布式可以簡化,如可以把鈉的電子排布式寫成[Ne]3S1。試問:上式方括號裏的符號的意義是什麼?你能仿照鈉原子的簡化電子排布式寫出第8號元素氧、第14號元素矽和第26號元素鐵的簡化電子排布式嗎?

洪特規則的特例:對於同一個能級,當電子排布為全充滿、半充滿或全空時,是比較穩定的。

練習:

1、用軌道表示式表示下列原子的價電子排布。

(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg

2、以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。試判斷,哪些違反了泡利不相容原理,哪些違反了洪特規則。

(1) (2) (3) ↓↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↓↑

(4)

(5) (6)

違反泡利不相容原理的有 ,違反洪特規則的有 。

3、下列原子的週邊電子排布中,那一種狀態的能量較低?試說明理由。

(1)氮原子:A. B.

2s 2p 2s 2p

(2)鈉原子:A.3s1 B.3p1

(3)鉻原子:A.3d54s1 B.3d44s2

4、核外電子排布式和軌道表示式是表示原子核外電子排布的兩種不同方式。請你比較這兩種表示方式的共同點和不同點。

5、原子核外電子的運動有何特點?科學家是怎樣來描述電子運動狀態的? 以氮原子為例,說明原子核外電子排布所遵循的原理。

[同步訓練]

1、以下能級符號正確的是()

A.6s B.2d C.3f D.7p

2、下列個能層中不包含p能級的是()

A.N B.M C.L D.K

3、下列符號代表一些能層或能級的能量,請將它們按能量由低到高的順序排列:

(1)EK EN EL EM

(2)E3s E2s E4s E1s

(3)E3s E2d E2p E4f

4、下列關於1S電子在原子核外出現的概率分佈圖的說法中,正確的是()

A、通常用小黑點來表示電子的多少

B、小黑點密表示在該核外空間的電子數多

C、小黑點密表示在該核外空間的單位體積內電子出現的概率大

D、通常用小黑點來表示電子繞核作高速圓周運動 ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓↑↑ ↑ ↑ ↓↑