原子核外电子的排布
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核外电子的分层排布规律:1、第一层不超过2个,第二层不超过8个;2、最外层不超过8个。
每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数),即第一层不超过2个,第二层不超过8个,第三层不超过18个;3、最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时,最多可容纳2个电子)。
4、最低能量原理:电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
5、泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。
6、洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同。
扩展资料一、核外电子排布与元素性质的关系1、金属元素原子的最外层电子数一般小于4,较易失去电子,形成阳离子,表现出还原性,在化合物中显正化合价。
2、非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4,较易获得电子,活泼非金属原子易形成阴离子。
在化合物中主要显负化合价。
3、稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构,不易失去或得到电子,通常表现为0价。
4、核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一,不能孤立地应用其中一条,如当M层不是最外层时,最多排布的电子数为2×32=18个,而当M 层是最外层时,则最多只能排布8个电子。
5、书写原子结构示意图时要注意审题和书写规范:看清是原子还是离子结构示意图,勿忘记原子核内的“+”号。
二、1~18号元素原子结构的特征1、原子核中无中子的原子:H。
2、最外层有1个电子的元素:H、Li、Na。
3、最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He。
4、最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar。
5、最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;是次外层3倍的元素:O;是次外层4倍的元素:Ne。
6、电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。
7、电子总数为最外层电子数2倍的元素:Be。
8、次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si。
核外电子的排布规律原子核外电子排布应遵循能量最低原理、Hund(洪特)规则和Pauli(泡利)不相容原理。
1.能量最低原理能量最低原理是指通过对基态原子的核外电子进行排布,使整个原子的能量处于最低状态,而非是使电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道。
注意:电子尽可能地排布在能量最低的原子轨道≠整个原子的能量处于最低状态,因为整个原子的能量不能机械地认为是各电子所占轨道的能量之和。
基态原子:能量处于最低状态的原子。
能级顺序为从上至下箭头依次穿过的先后顺序,如:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……。
电子按原子轨道的能级顺序进行排布,以保证整个原子的能量处于最低状态。
例:Br(35)的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s23d104p5,书写时按主量子数的大小顺序进行排列1s22s22p63s23p63d104s24p5。
2. Pauli(泡利)不相容原理Pauli不相容原理是指每个轨道(原子轨道中的轨道)最多只能容纳2个电子,且自旋方向相反(↑↓)。
s电子亚层只有一个s轨道,只能容纳2个电子;p电子亚层含有三个简并轨道,能容纳6个电子;d电子亚层含有五个简并轨道,能容纳10个电子;f电子亚层含有七个简并轨道,能容纳14个电子。
3. Hund(洪特)规则Hund规则是指在能量相等的简并轨道上,电子优先以自旋方向相同的方式分别占据不同的简并轨道,使原子的总能量最低。
简并轨道:能量相等的轨道,如:px,py,pz就是三个能量相等的简并轨道。
例:N原子核外有7个电子,根据能量最低原理和Pauli不相容原理,1s轨道排2个电子,2s轨道排2个电子,根据Hund规则,剩余的3个电子将以自旋方向相同的方式排在三个简并的2px,2py,2pz轨道。
简并轨道处于全满、半满和全空状态时比较稳定全满:p6,d10,f14半满:p3,d5,f7全空:p0,d0,f0例:Cu(29)的核外电子排布:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1。
原子核外电子的排布教学目标知识技能:了解原子核外电子运动的特征和电子云的概念,明确微观粒子和宏观物体的运动有不同的规律;初步掌握原子核外电子排布规律,会画1~20号元素原子和离子结构示意图;会根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。
能力培养:培养学生的观察能力、分析能力和抽象思维的能力。
科学思想:通过微观粒子与宏观物体运动的分析,培养学生辩证思维的思想。
科学品质:对学生进行严格的科学态度教育。
科学方法:通过观察、学会分析,归纳,总结问题。
重点、难点电子云概念;原子核外电子排布的规律;1~20号元素原子和离子结构示意图;根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。
教学过程设计教师活动学生活动设计意图【引入】日常生活中,我们经常接触到一些运动着的物体,如:【软件演示】奔驰在公路上的汽车;飞行的炮弹;围绕地球作高速运转的人造卫星;遨游在浩瀚太空的宇宙飞船……它们的运动和原子核外电子这样的微观粒子的运动有什么区别呢?原子核外的电子到底是如何运动的?有什么特点?原子核外电子的排布有何规律?这是我们这节课要研究的主要内容。
观察软件演示的各个运动物体的动画画面,思考宏观物体的运动规律。
通过栩栩如生的动画画面,激发学生的求知欲,为新课的学习奠定情感的基础。
【板书】第二节原子核外电子的排布【设问】核外电子的运动和宏观物体的运动有什么不同?续表教师活动学生活动设计意图【板书】一、原子核外电子运动的特征【软件演示】宏观物体运动和核外电子运动的区别:1.宏观物体运动速度和核外电子运动速度相比可忽略不计。
在思考问题的过程中,通过观察软件演示的有关核外电子和宏观物体相对比的数据,比较宏观物体和核外电子运动的不同。
观察、分析表中数领悟培养学生的观察能力、分析问题和归纳总结的能力,明确微观粒子和宏观物体的不同之处,培养辩证思维的思想。
运动物体运动速度(km/s)汽车炮弹人造卫星宇宙飞船氢原子核外电子(约为光速的1%)2.核外电子运动范围和宏观物体的运动范围相比可忽略不计。
乒乓球的直径原子核外电子的运动范围4×10-2m n×10-10m3.原子核外电子的质量和宏观物体的质量相比可忽略不计。
原子核外电子的质量很小,约为×10-31kg,只有质子质量的1/1836!【提问】从这些数据中,你能得出什么结论?由于原子核外电子的质量很小,运动速度很大,运动范围又很小所以它和宏观物体的运动规律不同。
我们们法描述电子的运动轨迹,也无法指出在某一时刻或某一瞬间它在空间所处的位置。
【过渡】原子核外电子是如何运动的呢?【软件演示】氢原子核外电子的运动情况。
结合软件,思考如何描述原子核外电子的运动。
培养学生的观察能力。
续表教师活动学生活动设计意图【组织讨论】怎样描述原子核外电子的运动?讨论后回答:电子在原子核外的这个极小的空间内作高速运动,时而出现在离核远处,时而出现在离核近处,没有固定的轨道。
培养学生分析问题和解决问题的能力。
【设问】电子的绕核运动没有固定的轨道,是不是说电子绕核运动没有规律?【举例】日常生活中,蜜蜂在某一朵花附近采蜜时,没有确定的飞翔路径,一会儿向西,一会儿向东,蜜蜂在这朵花的近处、远处都可能出现,似乎没有什么规律。
但经过仔细观察不难发现:蜜蜂在花朵附近出现的次数比在远离花朵的地方大得多。
【解释】电子在原子核外的这个极小的空间内作高速运动,时而出现在离核远处,倾听,领悟。
思考如何正确描述核外电子的运动。
创设情境,引发学生思考的兴趣,使学生逐步由感性认识上升到理性认识,在生活实例中初步认识化学本质。
将抽象的原子核外电子的运动用生动形象的动画表时而出现在离核近处,我们不能精确测定或计算出电子在某一时刻的位置,但是能从理论上统计出它在原子核外某一范围内出现的机会的多少。
【投影】氢原子核外电子云示意图。
现出来后,变抽象为具体,培养学生的抽象思维能力和概括能力。
【总结】电子在原子核外的空间各处出现的结果,好似一团“带负电的云雾”笼罩在原子核的周围,电子出现机会多的地方,这团“云雾”就显得浓密些,在电子出现机会少的地方,这团“云雾”就显得“疏淡”些。
这团“带负电的云雾”被形象地称为“电子云”。
结合投影,理解电子云的概念,并复述电子云的概念。
在老师的帮助下,真正认识核外电子运动本质,形成电子云的概念。
【板书】原子核外电子的运动规律与宏观物体的运动规律不同。
续表教师活动学生活动设计意图【提问】在多电子的原子中,电子的能量是不同的。
能量不同的电子在核外运动时离核的距离相同吗?思考并猜想:能量不同的电子在原子核外运动时,离核的距离是不同的。
能量低的电子由于核对它的引力较强,只能在离核较近的区域运动;能量高的电子则在离核远的区域运动。
【讲述】科学上形象地把能量不同的电子运动的区域称为电子层。
离核最近的称为第1电子层,也叫K层;能量稍高,离核较远的电子层称为第2电子层,也叫L层;由里往外依次为第倾听,领悟。
由提问引入原3,4,5,6…层,也叫M,N,O,P…层等等。
这样不同能量的核外电子就排布在不同的电子层中。
子核外电子排布规律。
【板书】二、原子核外电子排布规律【设问】原子核外电子的排布有哪些规律?【软件演示】原子核外电子排布规律:1.电子总是从能量最低的电子层排起,然后再由里往外,依次排在能量逐渐升高的电子层里。
如:H和He的原子核外分别有1和2个电子,这1和2个电子就排在第一个电子层里。
请画出它们的原子结构示意图。
2.每个电子层只能容纳一定数目的电子,所容纳的电子数最多只能容纳2n2个(n为电子层数)。
即K 层最多只能容纳2个电子:L层最多只能容纳8个电子;而第3层最多只能容纳18个电子。
请判断元素3Li的原子结构示意图为:利用计算机辅助教学软件,展示原子核外电子排布规律,使之更好地掌握新知识、新规律,并学会应用规律解决问题。
续表教师活动学生活动设计意图11Na的原子结构示意图为:判断后回答:应该是(A)。
判断后回答:应该是(A)。
判断后回答:应该是(B)。
通过分析、判断理解原子核外电子排布的规律。
3.最外层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时,最多只能容纳2个电子)。
次外层电子数目不超过18个,倒数第三层电子数目不超过32个。
请判断19K的原子结构示意图是:【投影】课堂练习1.请画出质子数1~20各元素的原子结构示意图。
2.质子数为13,核外有10个电子的微粒的符号和结构示意图是()。
(A)符号:Al结构示意图:利用原子核外电子的排布规律,画出1H~20Ca的原子结构示意图,并对2、3、4题作出判断。
同桌学生互评。
帮助学生在感知、再现、思考、概括、记忆的过程中复习旧知识,掌握新知识,培养严谨的思维习惯。
(B)符号:Al3+结构示意图:(C)符号:Al结构示意图:(D)符号:Al3+结构示意图:3.K电子层和M电子层电子数目相同的原子的结构示意图为()。
续表教师活动学生活动设计意图4.电子层结构和氖原子相同的-1价阴离子的符号和结构示意图为()。
思考、辨认、判断。
思考、辨认、判断。
通过学生的辨别,使他们掌握原子、简单离子核外电子排布的不同。
【总结】实际原子核外电子的排布规律远比以上三点要复杂得多。
我们只要求掌握以上三点规律。
但要注意:以上三点规律是相互联系的,必须同时遵守。
培养严格的科学态度。
【作业】课本第128页第1,2题。
【随堂检测】1.原子核外最外层电子数比次外层电子数多3个的原子的符号是()。
(A)N(B)B(C)P(D)Al2.L层电子数与M层电子数相同的+1价阳离子的符号是()。
续表教师活动学生活动设计意图3.已知X元素的原子核外电子数为n,X2-离子和Y3+离子的电子层结构相同,则Y原子的质子数为()。
(A)n+1(B)n+2(C)n+4(D)n+546 有a X n+和b Y m-两种元素的简单离子,若它们的电子层结构相同,则下列关系正确的是()。
(A)b-a=n+m(B)a-b=n+m(C)b-a=n-m(D)a+b=n+m检测学生对应知应会知识的掌握情况,落实原子核外电子排布规律。
附1:课堂练习答案1.(略)2.(D)3.(C)4.(B)随堂检测答案1.(A)2.(C)3.(D)4.(B)。