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新人教版高二化学选修3教案第一章1.1原子结构(第2课时)

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时间:2021-06-08

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第二课时知识与技能:1、了解原子结构的构造原理,能用构造原理认识原子的核外电子排布2、能用电子排布式表示常见元素(1~36 号)原子核外电子的排布3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理4、知道原子的基态和激发态的涵义5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简单应用教学过程: 〖课前练习〗1、理论研究证明,在多电子原子中,电子的排布分成不同的能层,同一能层的电子,还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下: (1)根据 的不同,原子核外电子可以分成不同的能层,每个能层上所能排布的最多电子数为 ,除 K 层外,其他能层作最外层时,最多只能有 电子。 (2)从上表中可以发现许多的规律,如 s 能级上只能容纳 2 个电子,每个能层上的能级数与 相等。请再写出一个规律 。2、A、B、C、D 均为主族元素,已知 A 原子 L 层上的电子数是 K 层的三倍;B 元素的原子核外 K、L 层上电子数之和等于 M、N 层电子数之和;C 元素形成的 C2+离子与氖原子的核外电子排布完全相同,D 原子核外比 C 原子核外多 5 个电子。则(1)A 元素在周期表中的位置是 ,B 元素的原子序数为 ; (2)写出 C 和 D 的单质发生反应的化学方程式 。〖引入〗电子在核外空间运动,能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢?4、电子云和原子轨道: (1)电子运动的特点:①质量极小 ②运动空间极小 ③极高速运动。因此,电子运动来能用牛顿运动定律来描述,只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样,确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何,而只能确定它在原子核外各处出现的概率。概率分布图看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。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成为原子轨道。S 的原子轨道是球形的,能层序数越大,原子轨道的半径越大。 P 的原子轨道是纺锤形的,每个 P 能级有 3 个轨道,它们互相垂直,分别以 Px、Py、Pz为符号。P 原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。↑ ↑ ↑↑ ↑ ↓↓↑ ↑↑ ↓↑ s 电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心),能层序数,2 越大,原子轨道的半径越大。这是由于 1s,2s,3s……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。这是不难理解的,打个比喻,神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天,2s 电子比 1s 电子能量高,克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比 1s 大,因而 2s 电子云必然比1s 电子云更扩散。(2) [重点难点]泡利原理和洪特规则量子力学告诉我们:ns 能级各有一个轨道,np 能级各有 3 个轨道,nd 能级各有 5个轨道,nf 能级各有 7 个轨道.而每个轨道里最多能容纳 2 个电子,通常称为电子对,用方向相反的箭头“↑↓”来表示。一个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子,而且自旋方向相反,这个原理成为泡利原理。推理各电子层的轨道数和容纳的电子数。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,而且自旋方向相同,这个规则是洪特规则。〖练习〗写出 5、6、7、8、9 号元素核外电子排布轨道式。并记住各主族元素最外层电子排布轨道式的特点:(成对电子对的数目、未成对电子数和它占据的轨道。〖思考〗下列表示的是第二周期中一些原子的核外电子排布,请说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。 〖思考〗写出 24 号、29 号元素的电子排布式,价电子排布轨道式,阅读周期表,比较有什么不同,为什么?从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理?2.电子排布式可以简化,如可以把钠的电子排布式写成[Ne]3S1。试问:上式方括号里的符号的意义是什么?你能仿照钠原子的简化电子排布式写出第 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?洪特规则的特例:对于同一个能级,当电子排布为全充满、半充满或全空时,是比较稳定的。练习:1、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布。(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg 2、以下列出的是一些原子的 2p 能级和 3d 能级中电子排布的情况。试判断,哪些违反了泡利不相容原理,哪些违反了洪特规则。(1) (2) (3) ↓↑ ↓↑ ↑ ↑↑↑↓↑(4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有 ,违反洪特规则的有 。3、下列原子的外围电子排布中,那一种状态的能量较低?试说明理由。(1)氮原子:A. B. 2s 2p 2s 2p ;(2)钠原子:A.3s1 B.3p1 ;(3)铬原子:A.3d54s1 B.3d44s2 。4、核外电子排布式和轨道表示式是表示原子核外电子排布的两种不同方式。请你比较这两种表示方式的共同点和不同点。5、原子核外电子的运动有何特点?科学家是怎样来描述电子运动状态的? 以氮原子为例,说明原子核外电子排布所遵循的原理。 [同步训练]1、以下能级符号正确的是()A.6s B.2d C.3f D.7p2、下列个能层中不包含 p 能级的是() A.N B.M C.L D.K3、下列符号代表一些能层或能级的能量,请将它们按能量由低到高的顺序排列:(1)EK EN EL EM(2)E3s E2s E4s E1s(3)E3s E2d E2p E4f4、下列关于 1S 电子在原子核外出现的概率分布图的说法中,正确的是()A、通常用小黑点来表示电子的多少B、小黑点密表示在该核外空间的电子数多C、小黑点密表示在该核外空间的单位体积内电子出现的概率大D、通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑ ↓ ↓↑↑↑↑↓↑

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