高中化学第一节 原子结构多媒体教学ppt课件

这是一份高中化学第一节 原子结构多媒体教学ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了内容索引，自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，问题引领，归纳提升，原子轨道，典型例题，答案D等内容，欢迎下载使用。

课标定位 素养阐释1.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。2.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。学会书写1~36号元素基态原子核外电子排布的轨道表示式。3.通过辨识电子云、原子轨道等概念,探析微观粒子运动与宏观物体运动的异同。4.结合核外电子排布规律,能论证不同原子核外电子排布与排布规律的关系。
①小点越密,表示概率密度越大。②电子云轮廓图的形状:s电子云轮廓图呈球形:
p电子云轮廓图呈哑铃状:
2.原子轨道(1)原子轨道:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(2)不同能层的能级、原子轨道:
二、泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.电子自旋与泡利原理(1)电子自旋:①自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。②电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反, 常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。(2)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理(也称泡利不相容原理)。
2.电子排布的轨道表示式轨道表示式(又称电子排布图)是表述电子排布的一种图式,如基态硫原子的轨道表示式为____________________________。 注:本书中如不特别说明,原子或离子的轨道表示式都表示基态原子或离子的轨道表示式。3.洪特规则基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。如氮原子、氟原子的电子排布图:
4.能量最低原理在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低,这就是能量最低原理。
【自主思考1】 绘制电子云轮廓图的目的是什么?提示:绘制电子云轮廓图的目的是表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。【自主思考2】 电子排布的轨道表示式(又称电子排布图)中方框(或圆圈)以及箭头(↑和↓)表示什么意义?“↑↓”与“↑”或“↓”的意义相同吗?提示:方框(或圆圈)表示原子轨道,箭头(“↑”和“↓”)表示一种自旋状态的电子。不相同;“↑↓”表示电子对,“↑”或“↓”表示单电子(或未成对电子)。
A.能量最低原理B.泡利原理C.构造原理D.洪特规则答案:D解析:洪特规则表明,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。
3.(1)下图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
①s电子的原子轨道呈　　　　形,每个s能级有　　　　个原子轨道;p电子的原子轨道呈　　　形,每个p能级有　　　　个原子轨道。 ②元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是　　　　电子,其电子云在空间有　　　　　　　　　　方向。 
(2)下列基态原子或离子的电子排布表示方法中,正确的是　　　　,违反能量最低原理的是　　　　,违反洪特规则的是　　　　,违反泡利原理的是　　　　。 ①Ca2+:1s22s22p63s23p6　②F-:1s22s23p6
答案:(1)①球　1　哑铃　3　②2p　三个互相垂直的伸展(2)①④⑤　②　③⑥　⑥
解析:(1)①ns能级各有1个轨道,np能级各有3个轨道,s电子的原子轨道都是球形的,p电子的原子轨道都是哑铃形的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以px、py、pz表示。②因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,np轨道已排上电子,说明ns轨道已排满电子,即n=2,则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3,则原子中能量最高的是2p电子,其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。(2)根据核外电子排布规律可知,②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道,而不是3p轨道,正确的应为1s22s22p6。
观察电子云图,结合电子云和原子轨道的知识,回答下列问题:
1.电子云图中小点的含义是什么?小点的疏密表示什么?提示:小点是电子在原子核外出现的概率密度的形象表述。小点越密,表明概率密度越大。
2.电子在原子核外出现的概率密度有什么规律?提示:离核越近,电子出现的概率密度越大,电子云越密集。如2s电子云比1s电子云弥散。3.不同能层的字母代号相同的能级,原子轨道形状是否完全相同?提示:不同能层的字母代号相同的能级,原子轨道形状相似,但不完全相同。能级序数n越大,电子的能量越高,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)1.宏观物体的运动与微观电子的运动对比(1)宏观物体的运动有确定的运动轨迹,可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行的速度,描绘出其运动轨迹。(2)由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度大,不能同时准确测出其位置与速度,所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。①电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小点越密,表示电子出现的概率密度越大。②电子云图中的小点并不代表电子,小点的数目也不代表电子真实出现的次数。
③由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知,在离原子核越近的空间电子出现的概率密度越大;电子云的外围形状具有不规则性。④电子云图很难绘制,使用不方便,故常使用电子云轮廓图。
3.能层、能级、原子轨道和所能容纳的最多电子数之间的关系
【例题1】 下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是(　　)。A.在同一原子中,2p、3p、4p……能级的原子轨道数依次增多B.在同一能级上运动的电子,其能量一定相同C.在同一能级上运动的电子,其运动状态有可能相同D.在同一原子中,1s、2s、3s、4s……能级的原子轨道的平均半径相同答案:B
解析:在同一原子中,任一能层的p能级都有三个互相垂直的原子轨道,A项错误;决定电子能量的是能层和能级,也就是说,处于同一能层相同能级上的电子,即使处在不同的原子轨道上,其能量也是相同的,B项正确;同一原子中没有运动状态完全相同的两个电子,C项错误;虽然s能级的原子轨道的形状都是球形,但按照1s、2s、3s、4s……的顺序,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,电子云向更大的空间扩展,原子轨道的平均半径逐渐增大,D项错误。
【变式训练1】 如图是s能级和p能级的原子轨道图,下列说法正确的是(　　)。
A.s能级和p能级的原子轨道形状相同B.每个p能级都有6个原子轨道C.s能级的原子轨道半径与能层序数有关D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动答案:C
解析:s轨道为球形,p轨道为哑铃形,A项错误;每个p能级只有3个原子轨道,B项错误;能层序数越小,s能级的原子轨道半径越小,C项正确;钠原子的电子在6个原子轨道上高速运动,D项错误。
1.请你写出硅原子的原子结构示意图、电子排布式、轨道表示式(电子排布图),比较哪一种表示方法更能反映硅原子的核外电子排布情况。
2.下列轨道表示式中哪个是C原子的?泡利原理和洪特规则有何区别?
提示:A;B中电子排布不符合洪特规则。泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋相反;洪特规则:即基态原子中,填入简并轨道的电子总是单独分占,而且自旋平行。
3.以下分别是两个原子的2p能级和3d能级的电子排布情况,试分析有无错误;若有,违反了什么原则?
提示:A错误,违反了洪特规则;B错误,违反了泡利原理。
4.下列轨道表示式所表示的元素原子中哪种排布的能量处于最低状态?为什么?
提示:④。①③违反了能量最低原理, ②违反了洪特规则。
1.核外电子排布的表示方法
2.洪特规则特例当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
【例题2】 下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　)。
C.Na的电子排布式:1s22s22p53s2D.Na的简化电子排布式:[Ne]3s1答案:C解析:基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1,C项错误。
方法技巧(1)当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2(正确),Fe:1s22s22p63s23p64s23d6(错误)。(2)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子价层电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式为[Ar]3d104s1;价层电子排布式为3d104s1。
【变式训练2】 下列有关核外电子排布的式子不正确的是(　　)。A.25Mn的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s2B.Mg原子的简化电子排布式:[Ne]3s2