第2課時能量最低原理、電子云與原子軌道學習目標：1.了解能量最低原理，知道基態與激發態。2.知道原子核外電子在一定條件下會發生躍遷產生原子光譜。3了解原子核外電子的運動狀態，知道電子云和原子軌道，掌握泡利原理和洪特規則。(重難點)自 主 預 習探 新 知1能量最低原理、基態與激發態、光譜(1)能量最低原理原子的電子排布遵循構造原理能使整個原子的能量處于最低狀態，簡稱能量最低原理。(2)基態原子與激發態原子(3)光譜與光譜分析光譜形成原因不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素電子的吸收光譜或發射光譜，總稱原子光譜。光譜分析在現代化學中，利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素的分析方法。(4)基態、激發態與光譜圖示微點撥：日常生活中看到的燈光、激光、焰火等可見光，都與原子核外電子發生躍遷釋放能量有關。2電子云與原子軌道(1)電子云電子運動的特點：電子的質量小，運動速度快且沒有規則，無法確定核外電子在某個時刻處于原子核外空間何處，只能確定在原子核外各處出現的概率。電子云：電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。小黑點越密，表示概率密度越大。(2)原子軌道概率：量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。各能級所含原子軌道數目能級符號nsnpndnf軌道數目1357電子云形狀球形啞鈴形3泡利原理和洪特規則(1)泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，且它們的自旋狀態相反。(2)洪特規則：當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同。(3)電子排布圖：在電子排布圖中，用方框表示原子軌道，用箭頭表示電子。如： 。微點撥：洪特規則特例：能量相同的原子軌道在全充滿(如d10)、半充滿(如d5)和全空(如d0)狀態時，體系的能量較低，原子較穩定。基礎自測1判斷對錯(對的在括號內打，錯的在括號內打)(1)電子云中的小黑點表示電子的多少()(2)p能級中有3個相互垂直的原子軌道()(3)基態碳原子的電子排布圖為 ()(4)基態鐵原子的簡化電子排布式為ar3d64s2()答案(1)(2)(3)(4)2氫原子的電子云圖中小黑點表示的意義是()a1個小黑點表示一個電子b黑點的多少表示電子個數的多少c表示電子的運動軌跡d表示電子在核外空間出現的概率d在電子云圖中，小黑點并不代表電子，小黑點代表電子在核外空間區域內出現的概率，小黑點的疏密與電子在該區域出現的概率大小成正比。3下列軌道表示式能表示基態氮原子的核外電子排布的是() 【導學號：79652011】c根據洪特規則，當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋狀態相同，因此，基態氮原子2p能級上的電子排布應為，c項正確。合 作 探 究攻 重 難原子軌道的幾條規律1不同能層的同種能級的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數n越大，原子軌道的半徑越大。2s能級只有1個原子軌道。p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。3原子軌道數與能層序數(n)的關系是原子軌道為n2個。4原子軌道能量高低相同能層不同能層對點訓練1下列說法正確的是()as能級的能量總小于p能級的能量b2s的電子云半徑比1s電子云半徑大，說明2s的電子云比1s的多c當電子排布在同一能級的不同軌道時，電子總是先占滿一個軌道(1個原子軌道最多只能容納兩個電子，且自旋狀態相反)，然后再占據其他原子軌道dnf能級中最多可容納14個電子d同一能層中，s能級的能量小于p能級的能量，不同能層中，s能級(較高能層)的能量可能高于p能級(較低能層)的能量，a錯誤；2s的電子云半徑比1s電子云半徑大，說明2s的電子在離原子核較遠的區域出現的概率比1s的電子大，b錯誤；當電子排布在同一能級的不同軌道時，電子總是先占據不同的原子軌道而且自旋狀態相同，c錯誤；nf能級有7個原子軌道，每一個原子軌道最多容納兩個電子，d正確。核外電子排布的表示法結構示意圖意義將每個能層上的電子總數表示在原子核外的式子實例al： s2： 電子排布式意義用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數，這就是電子排布式實例k：1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式意義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內層電子達到稀有氣體結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示實例k：ar4s1價電子排布式意義主族元素的價層電子指最外層電子，價層電子排布式即外圍電子排布式實例al：3s23p1電子排布圖意義每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子實例(1)主族元素的最外層電子就是外圍電子，又稱價電子。過渡元素的外圍電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子，有的還包括倒數第三層的f電子。(2)簡單離子是原子得失一定數目電子后的產物。在表達陰、陽離子的核外電子排布狀況時，務必注意離子與原子之間的電子數目關系。對點訓練2按要求完成下列填空： 【導學號：79652012】(1)11na的電子排布式為_。(2)20ca的價電子排布式為_。(3)35br的結構示意圖為_。(4)7n的電子排布圖為_。解析本題主要考查原子的電子排布式、電子排布圖和微粒的結構示意圖，其中，電子排布式是書寫價電子排布式及電子排布圖的基礎。11na的電子排布式為1s22s22p63s1；20ca的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，其價電子排布式為4s2；35br的結構示意圖為；7n的電子排布式為1s22s22p3，其電子排布圖為。答案(1)1s22s22p63s1(2)4s2(3) (4) 基態原子的核外電子排布圖(式)的誤區誤區一忽視能量最低原理誤區二忽視泡利原理誤區三忽視洪特規則誤區四忽視原子的電子排布式與價電子排布式的不同如fe的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或ar3d64s2，其價電子排布式為3d64s2。當 堂 達 標固 雙 基1觀察1s軌道電子云示意圖，判斷下列說法正確的是()a一個小黑點表示1個自由運動的電子b1s軌道的電子云形狀為圓形的面c電子在1s軌道上運動像地球圍繞太陽旋轉一樣d1s軌道電子云的點的疏密表示電子在某一位置出現概率的大小d盡管人們不能確定某一時刻原子中電子的精確位置，但能夠統計出電子在什么地方出現的概率大，在什么地方出現的概率小。為了形象地表示電子在原子核外空間的分布狀況，人們常用小黑點的疏密程度來表示電子在核外出現概率的大小，點密表示電子在那里出現的概率大，反之則小。由圖可知，處于1s軌道上的電子在空間出現的概率分布呈球形對稱，且電子在原子核附近出現的概率最大，離核越遠出現的概率越小。圖中的小黑點不表示電子，而表示電子曾經出現過的位置。2下列對核外電子運動狀態的描述正確的是() 【導學號：79652013】a電子的運動與行星的運動相似，圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉b能層數為3時，有3s、3p、3d、3f四個軌道c氫原子中只有一個電子，故氫原子只有一個軌道d在同一能級上運動的電子，其運動狀態肯定不同da項，質量很小的電子在做高速運動時，其運動規律跟普通物體不同，電子沒有確定的運動軌道；b項，第三能層只有3s、3p、3d三個能級，而3s能級有1個軌道、3p能級有3個軌道、3d能級有5個軌道，故第三能層有9個軌道；c項，氫原子中只有1個電子，在1s軌道，但還存在其他空軌道；d項，電子的運動狀態與能層、能級和自旋狀態有關，在同一原子內部沒有兩個電子存在完全相同的運動狀態。3以下電子排布式是基態原子的電子排布式的是()a1s12s1b1s22s12p1c1s22s22p63s2d1s12s12p63p1c根據構造原理，基態原子的核外電子的排布總是優先占據能量低的能級，填滿后再逐一填充能量高的能級。低能量的能級沒填滿就填高能量的能級的原子處于激發態。a項，1s12s1為激發態；b項1s22s12p1為激發態；d項1s12s12p63p1為激發態；只有c項處于基態。4下列化學用語的書寫正確的是()a羥基的電子式：b過氧化氫的電子式：h2hcas的簡化電子排布式：ar4s24p3d基態鎂原子的核外電子排布圖：d羥基的電子式為h，a錯誤；過氧化氫是共價化合物，電子式為h h，b錯誤；as的原子序數是33，原子的簡化電子排布式為ar3d104s24p3，c錯誤；基態鎂原子的核外電子排布圖為 ，d正確。5寫出下列粒子的電子排布式或電子排布圖。(1)電子排布式17cl_；ca2_；22ti_；al3_。(2)電子排布圖o2的電子排布圖_；f的最外層電子排布圖_。(3)分別寫出al、c的最外層電子排布式_、_。解析熟悉前36號元素，尤其是前18號元素的核外電子排布規律，能熟練