高中化学选修3人教版:第一章 第一节3基态和激发态
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一、原子结构与性质
1、基础知识梳理
一、原子结构
1.能层与能级
2.构造原理
随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s. 不同能级中的电子排布顺序一般为:
3.核外电子排布遵循的三个原理
(1)能量最低原理:原子的电子排布遵循的构造原理使整个原子的能量处于就最低状态。
(2)泡利不相容原理:在任何一个原子中,不可能有运动状态完全相同的两个电子,这就是泡利不相容原理。
1个原子轨道最多只容纳2个自旋状态不同的电子。
(3)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先占据不同的轨道,而且自旋方向相同,又称最多轨道原理。
特别的,当同一上的电子抱有成见为全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。
如24Cr(3d54s1)、29Cu(3d104s1)
4.基态与激发态、光谱
(1)基态与激发态:处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级而变成激发态原子。
(2)光谱:把原子吸收或释放的光的能量分布记录下来,即为光谱。
5.电子云和原子轨道
(1)电子云:描述电子在原子核外运动的概率分布图。
电子云密度大的说明电子在核外空间单位体积内出现的机会多;电子云密度小的则说明机会小。
(2)原子轨道:表达电子在空间里经常出现的电子云区域,即电子云的轮廓图。
(3)原子轨道的形状:s能级的原子轨道是球形,p能级的原子轨道是纺缍形的。
(4)各能级的原子轨道数
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第2课时能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道学业要求素养对接1.知道处于不同能级的电子,在一定条件下会发生激发与跃迁。
2.知道电子的运动状态(空间分布及能量),可通过原子轨道和电子云模型来描述。
3.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的轨道表示式,并说明含义。
模型认知:建立新的原子结构模型,并能说明建构思维模型在人类认识原子结构过程中的重要作用。
微观探析:能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
[知识梳理]一、基态与激发态、光谱1.能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子(1)基态原子:处于最低能量的原子。
(2)激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,电子跃迁到较高能级,变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互转化的能量变化基态原子吸收能量释放能量主要形式为光激发态原子3.光谱与光谱分析(1)光谱形成原因不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类(3)光谱分析在现代化学中,利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
【自主思考】1.为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢?提示能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。
能量越低,物质越稳定,物质都有从高能量状态转化到低能量状态的趋势。
二、电子云与原子轨道1.电子云用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布图,被形象地称为电子云。
2.电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间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。
3.原子轨道(1)定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(2)形状①s电子的原子轨道呈球形,能层序数越大,原子轨道的半径越大。
②p电子的原子轨道呈哑铃形,能层序数越大,原子轨道的半径越大。
(3)各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目 1 3 5 74.泡利原理和洪特规则(1)泡利原理:一个原子轨道最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。
第一节 原子结构(第二课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道)[学习目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。
2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。
知识梳理一、能量最低原理、原子的基态与激发态、光谱 1.能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子(1)基态原子:处于最低能量的原子。
(2)激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子吸收能量释放能量,主要形式为光激发态原子。
3.光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析:现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
归纳总结:关于电子跃迁的注意事项(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;反之,将吸收能量。
光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
例1 下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是( )①Be :1s 22s 12p 1 ②O :1s 22s 22p 4 ③He :1s 12s 1 ④Cl :1s 22s 22p 63s 23p 5 A.①② B.②③ C.①③D.②④【考点】原子的基态与激发态、光谱 【题点】原子的基态与激发态的判断与比较答案 D例2对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是()A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应答案 A二、电子云与原子轨道1.原子核外电子的运动特点(1)电子的质量很小(9.109 5×10-31 kg),带负电荷。
选修3物质结构与性质第一章原子结构与性质一、原子结构1.能级与能层2.原子轨道电子规律3.基态与激发态原子能量稳定称为基态,当原子得失能量而诱发电子得失或跃迁时,称为激发态,一般多指离子4.原子核外电子排布规律⑴构造原理:随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道(能级),叫做构造原理。
能级交错:由构造原理可知,电子先进入4s轨道,后进入3d轨道,这种现象叫能级交错。
也可以记成:1223343、4545645(2)能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
(3)泡利(不相容)原理:基态多电子原子中,一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反(用“↑↓”表示),这个原理称为泡利原理。
(4)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,这个规则叫洪特规则。
比如,p3的轨道式为或,而不是。
洪特规则特例:当轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时,原子处于较稳定的状态。
即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时,是较稳定状态。
5. 基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数,这就是电子排布式,例如K:1s22s22p63s23p64s1。
①为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K:[Ar]4s1。
(2)电子排布图(轨道表示式)每个方框或圆圈代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。
如基态硫原子的轨道表示式为注意:1、考试的时候看清楚是问排布式还是排布图2、看清问的是外层还是价层(主族元素价层是最外层,副族价层是3d4s层)3、看清问的是原子还是离子(离子得失电子顺序是由外向里,逐渐得失)二、原子结构与元素周期表1.原子的电子构型与周期的关系(1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。