能量最低原理基态与激发态、光谱解析课件.ppt

1、构造原理与电子排布式构造原理与电子排布式 1 1：构造原理：构造原理：科学家归纳大量的光谱事实得出如下结论：设科学家归纳大量的光谱事实得出如下结论：设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按一定的能级顺序排例，电子，这个电子大多是按一定的能级顺序排例，绝大多数原子核外电子的排布遵循一定的排布绝大多数原子核外电子的排布遵循一定的排布顺序，这个排布顺序被称为顺序，这个排布顺序被称为构造原理构造原理。三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式能级顺序图l

2、能级能量表，填电子时，从低能级开始。2 2、电子排布式：、电子排布式：氢氢 H H氮氮 N N 氟氟 F F 氖氖 NeNe1s1s2 22s2s2 22p2p3 31s1s2 22s2s2 22p2p5 51s1s1 1 用数字在能级符号右上角表明该能级上的用数字在能级符号右上角表明该能级上的排布的电子数。排布的电子数。1s22s22p6原子结构示意图原子结构示意图电子排布式电子排布式Li:1s22s1练一练练一练请写出请写出11112020号元素原子的电子排布式。号元素原子的电子排布式。11 钠 Na 12镁 Mg 13铝 Al 14硅 Si 15磷 P 16硫 S 17氯 Cl 18氩

3、Ar 19钾 K 20钙 Ca 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 21s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p2 21s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p3 31s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 41s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p5 51s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 61s1s2 22s2s2 22p2p

4、6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 11s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 2构造原理中排布顺序的实质-各能级的能量高低顺序各能级的能量高低顺序 总结：总结：2 2、根据、根据2n2n2 2的规律推算第一到第四电子层最多可的规律推算第一到第四电子层最多可以容纳的电子数目为以容纳的电子数目为 。1、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：、按能量由低到高的顺序排列，正确的一组是：()A1s、2p、3d、4s B1s、2s、3s、2pC2s、2p、3s、3p D4p、3d、4s、3p2、8、18、32C练习：练习：1.能量最低原理现代物质结构理

5、论证实，原子的核外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，简称能量最低原理。2基态与激发态(1)基态：最低能量状态。处于最低能量的原子叫做基态原子。(2)激发态：相对基态而言的较高能量状态。处于激发态的原子叫做激发态原子。能够说明电子跃迁的事例：光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。在日常生活中，我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。3光谱与光谱分析(1)光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收(基态激发态)或释放(激发态基态)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。(2)光谱分析：在现代化学中，常

6、利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。练习1、写出溴和氪的电子排布式，它们的最外层有几个电子？Na的电子排布式为：1s22s22p63s23p52、电子排布式的书写可以简化，如可以把钠的电子排布式写成【Ne】3S1.试问：上式括号里的符号的意义是什么？你能仿照钠原子的简化电子式写出第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？O 【He】2S22p4 Si【Ne】3S23p2 Fe 【Ne】3S23p63d64s21电子云(1)概念：现代量子力学指出，不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态(如1s,2s,2p)的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确

7、定它在原子核外各处出现的概率，由此得到的概率分布图看起来像一片云雾，被形象地称为电子云。(2)电子云轮廓图的制作：为了描绘电子云的形状，人们通常按如图所示的方式制作电子云的轮廓图。说明：电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。2原子轨道(1)定义：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。(2)原子轨道的类型和形状类型：原子轨道可以分为s、p、d、f等类型。形状：as轨道为球形对称，故只有一个伸展方向，所以s轨道只

8、有一个，呈球形；bp轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，所以p轨道有px、py、pz三个轨道，呈纺锤形；cd轨道有5个伸展方向(5个轨道)；df轨道有7个伸展方向(7个轨道)。说明：p能级的3个原子轨道互相垂直，在同一能层中px、py、pz的能量相同。不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同，能层序数n越大，电子的能量越大，原子轨道的半径越大。例如，1s、2s、3s轨道均为球形，原子轨道半径：r(1s)r(2s)r(3s)。(2)洪特规则：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，能量相同的能级轨道先排自旋方向相同的单电子，当电子不能排完时，由前向后添加和原轨道中

9、自旋方向相反的电子。(3)原子轨道表示式每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如第二周期元素基态原子的电子排布如图所示。1.核外电子排布遵循的规律(1)能量最低原理。(2)泡利不相容原理。(3)洪特规则（同侧规则）。2电子排布式的书写(1)简单原子的核外电子排布式按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的轨道中。例如，7N：1s22s22p3,17Cl：1s22s22p63s23p5。(2)复杂原子的核外电子排布式先按能量从低到高排列，然后再把同一层的电子排到一起，如26Fe，先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后，将同一层的电子移到一起，即1s22s

10、22p63s23p63d64s2。(3)特殊原子的核外电子排布式有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差，因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)或全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。例如，24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满状态)；29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10为全充满状态，4s1为半充满状态)。说明：运用上述规律书写核外电子排布式时，还应注意：各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层数)。最外层电子数不超过8(K层是最外层时最多不超过2)；

11、次外层电子数不超过18；倒数第三层不超过32。核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层，排满L层再排M层等)。以上规律是相互联系的，不能孤立地理解。120号元素形成的微粒有哪些特点？1与稀有气体原子电子层结构相同的离子与He原子电子层结构相同的离子有：H、Li、Be2。与Ne原子电子层结构相同的离子有：F、O2、N3、Na、Mg2、Al3。与Ar原子电子层结构相同的离子有：Cl、S2、P3、K、Ca2。2核外电子总数为10的粒子阳离子：Na、Mg2、Al3、NH4、H3O。阴离子：N3、O2、F、OH、NH2。分子：Ne、H

12、F、H2O、NH3、CH4。3核外电子总数为18的粒子阳离子：K、Ca2。阴离子：P3、S2、HS、Cl。分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。4核外电子总数及质子总数均相同的粒子有Na、NH4、H3O；F、OH、NH2；Cl、HS；N2、CO、C2H2等。5元素原子结构的特殊性最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。