人教版高中化学选择性必修二第1章原子结构与性质第1节第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理课件.ppt

学以致用1.下列各能级中原子轨道数最多的是()。A.7s B.6p C.5d D.4f答案:D解析:ns能级有1个原子轨道,np能级有3个原子轨道,nd能级有5个原子轨道,nf能级有7个原子轨道。2.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()。A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着电子层数的增加,p能级原子轨道也在增多D.与s电子原子轨道相同,p电子原子轨道的平均半径随电子层数的增多而增大答案:D解析:电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述,并不是电子像云雾一样,故A项错误;s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故B项错误;p能级含有3个原子轨道,与能层无关,故C项错误;能层序数越大,电子离原子核越远,所以能层序数越大,s、p轨道上的电子距离原子核越远,则s、p原子轨道的半径越大,故D项正确。问题探究洪特通过分析光谱实验的结果指出,能量相同的原子轨道在全充满或半充满状态时,体系的能量较低,因此基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(1)洪特的研究结果是否违背了构造原理?提示:洪特基于实验研究得出的结论是可靠的,并不是违背了构造原理,而是构造原理存在缺陷,是个理想化的模型。(2)按照洪特研究光谱实验结果所得出的结论,请写出基态29Cu原子的电子排布式。提示:按照洪特得出的结论,3d10为全满状态,能量较低,所以基态29Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(3)结合所给信息,从结构角度解释:为什么Fe2+易被氧化为Fe3+?提示:Fe2+的价层电子排布为3d6,失去1个电子后变为半满状态的3d5,能量更低,更稳定,因此Fe2+易被氧化为Fe3+。归纳总结1.基态原子核外电子排布的规则。基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则,所有电子排布规则都应满足能量最低原理,即使整个原子的能量最低。2.洪特规则的特例。在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满时,具有较低的能量和较大的稳定性。如基态24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。基态29Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。3.轨道表示式能准确诠释泡利原理和洪特规则,最终诠释了能量最低原理。在洪特规则中,不区分简并轨道,即简并轨道是等同的,如2p4的轨道表示式为。泡利原理适用于所有原子或离子的各个原子轨道,而洪特规则只适用于基态原子或基态离子中电子填入简并轨道时。解析:应先排能量低的4s轨道,而不是排能量高的3d轨道,违反了能量最低原理,故A项正确;根据洪特规则知,2p轨道上的两个电子应优先单独分占1个轨道,6C正确的电子排布式为,故B项正确;电子能量与能层和能级都有关,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,故C项错误;基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe原子失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子生成基态Fe3+,所以基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,故D项正确。学以致用3.现代物质结构理论证实原子的电子排布遵循一定的规律,下列说法正确的是()。答案:B第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理一、电子云与原子轨道1.概率密度。量子力学指出,一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现,但出现的概率不同。用P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则_______称为概率密度,用ρ表示。?2.电子云。用小点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度,由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云。3.电子云轮廓图。(1)为了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,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来,即为电子云轮廓图。?(2)所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形,但其半径不同。同一原子的s电子的电子云轮廓图如下:?同一原子的能层越高,s电子云半径越大,是由于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,电子云越来越向更大的空间扩展。?(3)p电子云轮廓图