《數(shù)學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 第二課時(shí) 能量最低原理 電子云與原子軌道 新人教版選修3》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 第二課時(shí) 能量最低原理 電子云與原子軌道 新人教版選修3（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、考向一第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)晨背關(guān)鍵語(yǔ)句知識(shí)點(diǎn)一考向二隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)二理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第二課時(shí)能量最低原理電子云與原子軌道第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)為能量最低原理，處于最低能量的量處于最低狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)為能量最低原理，處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。原子叫做基態(tài)原子。 2在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，而且個(gè)電子，而且它們的自旋狀態(tài)相反，這個(gè)原理稱(chēng)為泡利原理。它們的自旋狀態(tài)相反，這個(gè)原理稱(chēng)為泡利原理。 3當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌

2、道時(shí)，基態(tài)原子當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋狀態(tài)相同，中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋狀態(tài)相同，這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為洪特規(guī)則。這個(gè)規(guī)則稱(chēng)為洪特規(guī)則。 4電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。電子云中，小黑點(diǎn)外空間的概率密度分布的形象化描述。電子云中，小黑點(diǎn)越密，表示電子出現(xiàn)的概率密度越大。越密，表示電子出現(xiàn)的概率密度越大。 5電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道，軌道，s能級(jí)只有一個(gè)原子軌道，能級(jí)只有一個(gè)

3、原子軌道，p能級(jí)有三個(gè)原子軌道：能級(jí)有三個(gè)原子軌道：px、py、pz。自學(xué)教材自學(xué)教材填要點(diǎn)填要點(diǎn) 1.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子 (1)基態(tài)原子：處于基態(tài)原子：處于 的原子。的原子。 (2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子 能量后，電子能量后，電子躍遷到躍遷到較高較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。最低能量最低能量吸收吸收2光譜與光譜分析光譜與光譜分析(1)光譜的成因與分類(lèi)：光譜的成因與分類(lèi)： (2)光譜分析：光譜分析： 在現(xiàn)代化學(xué)中，利用在現(xiàn)代化學(xué)中，利用 上的特征譜線來(lái)上的特征譜線來(lái)鑒定元素的分析方法。鑒定元素的分析方法。 原子光譜原子光譜1

4、雙選題雙選題同一原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)相比較同一原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)相比較 ()A基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)高基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)高B基態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定基態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定C基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)低基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)低D激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定解析：解析：基態(tài)時(shí)能量處于最低狀態(tài)，吸收能量變成激發(fā)態(tài)，基態(tài)時(shí)能量處于最低狀態(tài)，吸收能量變成激發(fā)態(tài)，所以基態(tài)時(shí)原子的能量低，比較穩(wěn)定。所以基態(tài)時(shí)原子的能量低，比較穩(wěn)定。答案：答案：BC自學(xué)教材自學(xué)教材填要點(diǎn)填要點(diǎn) 1電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 現(xiàn)代量子力學(xué)指出，無(wú)法確定核外電子在某個(gè)時(shí)刻處于原現(xiàn)代量子力學(xué)指出，無(wú)法確定核外電子在某個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間何處，

5、只能確定在原子核外各處出現(xiàn)的子核外空間何處，只能確定在原子核外各處出現(xiàn)的 。用。用P表示電子在某處出現(xiàn)的表示電子在某處出現(xiàn)的 ，V表示該處的體積，則表示該處的體積，則P/V稱(chēng)稱(chēng)為為 ，用，用表示。表示。概率概率概率概率概率密度概率密度 2電子云電子云 (1)電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的外空間的 分布的形象化描述。小黑點(diǎn)越密，表分布的形象化描述。小黑點(diǎn)越密，表示概率密度越大。由于核外電子的示概率密度越大。由于核外電子的 分布看起來(lái)分布看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱(chēng)作電子云。像一片云霧，因而被形象地稱(chēng)作電子云。概率密度概率密度概率密

6、度概率密度 (2)把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率 的空間圈的空間圈出來(lái)，得到電子云輪廓圖。所有原子的任一能層的出來(lái)，得到電子云輪廓圖。所有原子的任一能層的s電子的電子的電子云輪廓圖都是球形，只是球的電子云輪廓圖都是球形，只是球的 不同；不同；p電子電子是是 ，在空間有三種分布方向，且相互垂直，分別稱(chēng)，在空間有三種分布方向，且相互垂直，分別稱(chēng)為為px、py、pz。P90%半徑大小半徑大小啞鈴形啞鈴形 3原子軌道原子軌道 (1)定義：電子在原子核外的一個(gè)定義：電子在原子核外的一個(gè) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道。一個(gè)原子軌道。 (2)s能級(jí)只有一個(gè)原子軌道，能級(jí)只有

7、一個(gè)原子軌道，np能級(jí)有三個(gè)原子軌道，能級(jí)有三個(gè)原子軌道，分別是分別是 、 、 。 空間空間npynpznpx(3)不同能層的能級(jí)、原子軌道及電子云輪廓圖：不同能層的能級(jí)、原子軌道及電子云輪廓圖：能層能層能級(jí)能級(jí)原子軌原子軌道數(shù)道數(shù)原子軌原子軌道名稱(chēng)道名稱(chēng)電子云輪廓圖電子云輪廓圖形狀形狀取向取向K1s11s球形球形L2s12s球形球形2p32px、2py、2pz啞鈴形啞鈴形相互相互垂直垂直M3s13s球形球形3p33px、3py、3pz啞鈴形啞鈴形相互相互垂直垂直3d5能層能層能級(jí)能級(jí)原子軌原子軌道數(shù)道數(shù)原子軌原子軌道名稱(chēng)道名稱(chēng)電子云輪廓圖電子云輪廓圖形狀形狀取向取向N4s14s球形球形4p3

8、4px、4py、4pz啞鈴形啞鈴形相互相互垂直垂直4d54f7 4基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)則基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)則 (1)能量最低原理：能量最低原理： 原子的電子排布遵循構(gòu)造原理，能使整個(gè)原子的能量原子的電子排布遵循構(gòu)造原理，能使整個(gè)原子的能量處于處于 狀態(tài)。狀態(tài)。 (2)泡利原理：泡利原理： 在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納 個(gè)電子，而且它個(gè)電子，而且它們的自旋狀態(tài)們的自旋狀態(tài) ，這個(gè)原理稱(chēng)為泡利原理。，這個(gè)原理稱(chēng)為泡利原理。 (3)洪特規(guī)則：洪特規(guī)則： 當(dāng)電子排布在當(dāng)電子排布在 能級(jí)的能級(jí)的 軌道時(shí)，基態(tài)原子中軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先的電子總是優(yōu)先

9、，而且自旋狀態(tài)，而且自旋狀態(tài) 。最低最低相反相反同一同一2不同不同單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道相同相同5電子排布圖電子排布圖如如Na：。1基態(tài)原子的核外電子排布的表示形式基態(tài)原子的核外電子排布的表示形式(1)電子排布式：電子排布式：電子排布式。如電子排布式。如K原子的電子排布式為：原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p64s1。簡(jiǎn)化的電子排布式。簡(jiǎn)化的電子排布式。如如K原子簡(jiǎn)化的電子排布式為：原子簡(jiǎn)化的電子排布式為：Ar4s1。師生互動(dòng)師生互動(dòng)解疑難解疑難 (2)電子排布圖：電子排布圖： 每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電

10、子。如第二周期元素基態(tài)原子的電子排布圖如下所示：如第二周期元素基態(tài)原子的電子排布圖如下所示：2下列電子排布圖下列電子排布圖(每一個(gè)小方框表示一個(gè)原子軌道每一個(gè)小方框表示一個(gè)原子軌道)所表所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是 ()解析：解析：B違背了洪特規(guī)則，違背了洪特規(guī)則，2p能級(jí)應(yīng)為能級(jí)應(yīng)為 ;C違背了違背了能量最低原理，應(yīng)為能量最低原理，應(yīng)為;D違背了洪違背了洪特規(guī)則，應(yīng)為特規(guī)則，應(yīng)為答案：答案：A 例例1下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是 ()A自然界中的所有原子都處于基態(tài)自然界中的所有原子都處于基態(tài) B同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的

11、同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的能量能量 C無(wú)論原子種類(lèi)是否相同，基態(tài)原子的能量總是低無(wú)論原子種類(lèi)是否相同，基態(tài)原子的能量總是低于激發(fā)態(tài)原子的能量于激發(fā)態(tài)原子的能量 D激發(fā)態(tài)原子的能量較高，極易失去電子，表現(xiàn)出激發(fā)態(tài)原子的能量較高，極易失去電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性較強(qiáng)的還原性 解析解析處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。當(dāng)基態(tài)處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子。當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子，所以同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基發(fā)態(tài)原子，所以同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的能量，態(tài)時(shí)的能量，B正

12、確；但不同的原子，能量不同，正確；但不同的原子，能量不同，C不正確；不正確；處于激發(fā)態(tài)的原子不一定能失去電子，處于激發(fā)態(tài)的原子不一定能失去電子，D不正確。不正確。 答案答案B當(dāng)鎂原子由當(dāng)鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時(shí)，以下說(shuō)法正確的是時(shí)，以下說(shuō)法正確的是 ()A鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過(guò)程中吸收能量鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過(guò)程中吸收能量B鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過(guò)程中釋放能量鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過(guò)程中釋放能量C轉(zhuǎn)化后位于轉(zhuǎn)化后位于p能級(jí)上的兩個(gè)電子處于同一軌道，且自旋狀能級(jí)上的兩個(gè)電子處于同一軌道，且自旋狀態(tài)相同態(tài)相同D轉(zhuǎn)化后鎂原子與硅原

13、子電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相似轉(zhuǎn)化后鎂原子與硅原子電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相似 解析：解析：鎂原子的鎂原子的3s2電子被激發(fā)到電子被激發(fā)到3p2上，要吸收能量，進(jìn)入上，要吸收能量，進(jìn)入p能級(jí)后，根據(jù)洪特規(guī)則，能級(jí)后，根據(jù)洪特規(guī)則，2個(gè)個(gè)p電子盡可能分占不同的軌道，電子盡可能分占不同的軌道，所以所以A項(xiàng)正確，項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，變成激發(fā)態(tài)后，項(xiàng)錯(cuò)誤，變成激發(fā)態(tài)后，Mg與與Si電子電子層結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)也不相似，層結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)也不相似，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：答案：A 例例2下列原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的是下列原子中未成對(duì)電子數(shù)最多的是 () ACBO CN DCl 解析解析本題綜合考查能

14、量最低原理、泡利原理、洪本題綜合考查能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。各原子的軌道表示式為：特規(guī)則。各原子的軌道表示式為： 碳原子有碳原子有2個(gè)未成對(duì)電子，氧原子有個(gè)未成對(duì)電子，氧原子有2個(gè)未成對(duì)電子，氮個(gè)未成對(duì)電子，氮原子有原子有3個(gè)未成對(duì)電子，氯原子有個(gè)未成對(duì)電子，氯原子有1個(gè)未成對(duì)電子。個(gè)未成對(duì)電子。 答案答案C原子最外層只有原子最外層只有1個(gè)未成對(duì)電子的元素：個(gè)未成對(duì)電子的元素：(1)A族：族：ns1：H、Li、Na、K。(2)A族：族：ns2np1：B、Al、Ga。(3)A族：族：ns2np5：F、Cl、Br。(4)過(guò)渡元素：過(guò)渡元素：Cr：3d54s1、Cu：3d104s1 。136號(hào)元素中原子的未成對(duì)電子數(shù)最多的是哪號(hào)元素中原子的未成對(duì)電子數(shù)最多的是哪種元素？種元素？提示：提示：Cr元素，元素，3d54s1，共有，共有6個(gè)未成對(duì)電子。個(gè)未成對(duì)電子。