高中化学 第二节 原子结构与元素周期表教案 鲁科版选修.doc

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1、安徽省怀远县包集中学高中化学选修3:第二节原子结构与元素周期表精彩图文导入通过上一节的学习,我们知道:电子在原子核外是按能量高低分层排布的,同一个能层的电子,能量也可能不同,还可以把它们分成能级(S、P、d、f),就好比能层是楼层,能级是楼梯的阶级。各能层上的能级是不一样的。原子中的电子在各原子轨道上按能级分层排布,在化学上我们称为构造原理。高手支招之一:细品教材一.电子排布式和轨道表示式1、电子排布式——用轨道符号前的数字表示该轨道属于第几电子层,用轨道符号右上角的数字表示该轨道中的电子数(通式为:nlx)。例如,原子C的电子排布式为1s2s22p2,还可进一步写出其价

2、电子构型:2s22p2前二周期各原子的电子排布式第1周期H:1s1;He:1s2;第2周期Li:1s22s1;Be:1s22s2;B:1s22s22p1;C:1s22s22p2;N:1s22s22p3;O:1s22s22p4;F:1s22s22p5;Ne:1s22s22p6;2、轨道表示式——能表示出原子核外各轨道中电子排布情况的式子叫做轨道表示式。这种表示方法很形象,用小圆圈(或方框、短线)表示一个给定量子数n、l、m的原子轨道,用箭头表示电子且用“↑”或“↓”来区别ms不同的电子如锂原子的轨道表示式为:1s2s二、基态原子的电子排布原则1.能量最低原则:(1)、原则内

3、容:通常情况下,电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当这些轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,这就是构造原理。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,简称能量最低原则。高手笔记:这个原则是比较抽象的,如果我们打这样个比方就可以理解了,也易于记忆了。把地球比作原子核,把能力高的大雁、老鹰等鸟比作能量高的电子,把能力低的麻雀、小燕子等鸟比作能量低的电子。能力高的鸟常在离地面较高的天空飞翔,能力低的鸟常在离地面很低的地方活动。(2):实例分析:氢原子中的电子若分布在能量较高的原子轨道如2p的一个轨道上,那么这个电子处于激发态,它很快就会跃迁到能量最低的s

4、轨道并以光的形式辐射出能量,显然,核外电子的排布要使整个原子的能量最低,以形成稳定结构。所以,氢原子核外的电子在通常情况下只能分布在能量最低的1s原子轨道上,由此可见,核外电子在原子轨道上的排布是遵循能量最低原则的。高手笔记: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。原子的最低能量状态叫做基态;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,能量高于基态的状态叫激发态;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,将释放能量.2、泡利不相容原理(1)原理内容:一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反;或者说,一个原子

5、中不会存在四个量子数完全相同的电子。这就是泡利不相容原理。(2)实例分析:氦原子有两个电子,按能量最低原则,这两个电子都应当排布在1s原子轨道上。显然,这两个电子在1s轨道上的分布可能是下列两种状态之一:↑↑(自旋相同)或↑↓(自旋相反)。泡利通过总结诸多光谱实验事实确定,基态氦原子的电子排布是↑↓,这就是电子在原子轨道上排布要遵循的另一个原则——泡利不相容原理。高手笔记:在同一个原子轨道里的电子的自旋方向是不同的,电子自旋可以比喻成地球的自转,自旋只有两种方向:顺时针方向和逆时针方向。在一个原子中没有两个电子具有完全相同的四个量子数。因此一个s轨道最多只能有2个电子,p

6、轨道最多可以容纳6个电子。按照这个原理,可得出第n电子层能容纳的电子总数为2n2个例1、下列叙述中,最符合泡利不相容原理的是()A、需用四个不同的量子数来描述原子中的每一个电子B、在原子中,不能有两个电子具有一组相同的量子数C、充满一个电子层需要8个电子D、电子之间存在着斥力解析:泡利不相容原理可简单叙述为一个原子轨道最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反;或者说,一个原子中不会存在四个量子数完全相同的电子。答案:B3、洪特规则(1)原理内容:对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同(即自旋方向平行),这就是核外电

7、子在原子轨道上排布所遵循的第三个原则,即洪特规则。(2)实例分析:C:最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布:①2p:②2p:③2p:④2pp有3个轨道,而碳原子2p能层上只有两个电子,电子应优先分占,而不是挤入一个轨道,C原子最外层p能级上两个电子的排布应如①所示,这就是洪特规则。例2、基态原子的核外电子排布的原则不包括()A、能量守恒原理B、能量最低原则C、泡利不相容原理D、洪特规则解析:基态原子的核外电子排布必须遵守三个原则,泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则。能量守恒原理与此

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