01原子核外电子运动状态

第一章原子结构与元素周期律AtomicStructureandPeriodicTableofElements第一节原子核外电子运动状态(一般理解)第二节原子核外电子排布规律(重点掌握)第三节元素周期律(重点掌握)质子数原子XAZ原子核核外电子（—）质子（+）中子Z个（A—Z）个Z个原子是电中性的！+质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数）质量数（A）质子数（Z）中子数（N=质量数课堂练习:请写出HHeOS等原子的原子离子阳离子阴离子思考并回答:1化学反应以产生新物质(新分子)为特征,产生新原子吗?2原子在化学反应中如何变化?(原子核变化吗?核外电子运动状态或者数目变化吗?)第一节原子核外电子的运动状态第一章原子结构与元素周期律原子核外电子的运动特征宏观物体微观粒子质量很大很小速度较小很大（接近光速）位移可测位移、能量不可同时测定能量可测轨迹可描述（画图或函数描述）不可确定宏观、微观运动的不同宏观物体的运动特征：•可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；•可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：•核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。•无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。•无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征原子核外电子运动的特征电子在原子核周围分层运动，无轨迹；能量低的离核近，能量高的离核远。电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“电子云”概率密度与电子云概率密度Ψ2---电子在空间单位体积内出现的几率电子云---用小黑点形象地表示电子在空间单位体积内出现的概率密度分布情况所得到的图象。原子轨道与波函数电子云是电子出现概率密度的形象化描述。1s(b)1s)a(2界面图电子云的图及电子云的r1、主量子数n-电子层---表示电子在核外所处电子层取值：n=1，2，3，4，5……；物理意义：n值的大小表示电子的能量高低。n值越大表示电子所在的层次离核较远，电子具有的能量也越高。对于n=1，2，3，…分别称为第第一能层，第二能层，第三能层…核外电子的运动状态(四个量子数来定义)n12345···对应电子层第一层第二层第三层第四层第五层···符号KLMNO···主量子数n(principalquantumnumber)◆确定电子出现几率最大处离核的距离◆不同的n值，对应于不同的电子壳层１２３４５……..KLMNO……..决定电子层数,或者说决定原子轨道(电子云)的大小(n越高,电子离核越远,能量越高,电子云越大)主量子数n取值:从1开始,------到n(正整数)2、角量子数l–决定电子亚层－决定原子轨道－决定电子云形状核外电子的运动状态l的取值01２３轨道亚层符号spdfg···轨道形状球形纺锤形花瓣型·········n1234电子层第一第二第三第四原子轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f同一电子层内,原子轨道形状不同,能量稍有差别,因此应予区分L取值受电子层数限制,＝0,1,2,3……n－1角量子数l(angularmomentumquantumnumber)s轨道球形p轨道哑铃形d轨道有两种形状3、磁量子数m：轨道伸展方向物理意义：表示电子云在空间的伸展方向。与能量无关。核外电子的运动状态同一亚层内能量相等、空间伸展方向不同的轨道即简并轨道m可取0，±1,±2……±l；其数目=2l+1（简并轨道的数目）例：l=1时，m可取0，±1,表示有3个简并轨道。S原子轨道电子云轮廓图----原子轨道S原子轨道是球形对称的.P原子轨道是纺锤形的,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.xyzxyzxyzP原子轨道P能级的原子轨道P能级的3个原子轨道Px,Py,PZ合在一起的情形.d能级的原子轨道有5个.d能级的原子轨道核外电子的运动状态n1234n电子层第一第二第三第四…轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f…轨道数1条4条9条16条n2可容纳电子数2818322n2原子轨道能量高低规律：nsnpndnf1s2s3s4s2px=2py=2pz4、自旋量子数Ms--自旋状态电子平行自旋：电子反向自旋：↑↑↑↓核外电子的运动状态有了这四个量，就可以描述原子中某一电子的运动状态！表示电子自旋运动的量子数，一个轨道最多只能容纳2个电子，且自旋运动方向相反。核外电子的运动状态小结：电子层n原子轨道或电子云形状原子轨道或电子云在空间的伸展方向电子的自旋状态（或自旋方向）描述核外电子运动状态的参数总结:四个量子数（受特定限制的常数）①主量子数n1,...2,1,0nl③磁量子数m④自旋量子数ms,21smllm......,0,......21sm②角量子数ln=1,2,3,……判断：下列各组量子数哪些不合理？1.n=2,l=1,m=02.n=2,l=0,m=-13.n=2,l=2,m=-14.n=2,l=3,m=25.n=3,l=1,m=16.n=3,l=0,m=-12346Question1小结：量子数与电子云的关系（意义）•n：决定电子云的大小•l：描述电子云的形状•m：描述电子云的伸展方向•ms：描述电子的自旋运动方向研究表明：在同一原子中，不可能有运动状态完全相同的电子存在。换句话说，同一原子中每个电子中的四个量子数不可能完全相同，因此可推出每一个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子；因此可推出各电子层所能容纳电子最大数值。