原子结构及原子核外电子的运动特征

物质结构与性质专题2第一单元认识原子结构及原子核外电子的运动特征

一、知识与技能1.了解人类对原子结构的认识历史。2.了解原子核外电子的运动状况、能级分布、原子结构构造原理、及电子能量状况。3.掌握核外电子排布规律以及表示方法。二、过程与方法运用模型化的思想方法将抽象的概念形象化；用演绎、归纳等多种逻辑思维方法培养学生的分析问题解决问题的能力。三、情感、态度和价值观通过本节课的学习，进一步感受和体会科学家进行研究和认识物质的科学方法，培养科学的思维方式，激发学生探究未知世界的兴趣和勇气。

课标理念感悟1.道尔顿原子模型

19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体，在化学反应中保持本性不变。切块一、原子结构的认识历史课堂求知互动2.汤姆生原子模型

1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。提出了“葡萄干面包式”模型。认为原子是可以再分的。3.卢瑟福原子模型

1911年，英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验提出带核的原子结构模型。认为原子是由带正电荷的原子核和带负电核外电子构成。卢瑟福认为原子质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间高速运动。卢瑟福——原子之父α粒子散射实验4.波尔原子模型

1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原子光谱，提出新的原子结构模型。感受精神·学习方法·分享知识历史的脚步·铭记这一刻2500年前德谟克利特1803

道尔顿

实心球模型

汤姆生

葡萄干面包式1904

卢瑟福

空心球模型1911

玻尔1913

轨道模

型量子力学模型1926

许多人哲学臆测人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的……2卢瑟福从α粒子散射实验得出了什么结论？

1道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包含有下述论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这3个论点中，不确切的是

A．只有③B．只有①③

C．只有②③D．有①②③

A．原子中存在原子核，它占原子中极小的体积

B．原子核带正电荷，且电荷数远大于α粒子

C．金原子核质量远大于α粒子针对训练√3从原子结构模型的演变历史中，我们可得到的启迪是A．实验是揭示原子结构奥秘的重要手段B．早期的化学家在研究过程不够细致，所以没有发现正确的原子结构模型C．玻尔原子结构模型以前的各种原子结构模型都是不正确的，对学习认识原子结构是毫无用处的D．继承、积累、突破和革命是科学发展的形式

41998年诺贝尔化学奖授予科恩(美)和波普尔(英)，以表彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是

A．化学不做实验就什么都不知道B．化学不再需要实验C．化学不再是纯实验科学D．未来化学的方向是经验化√√总结及启示：人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。汤姆生、卢瑟福、玻尔等几位科学家都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论”，不迷信权威，为科学的发展作出了重要贡献。自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。请同学们课后搜集有关几位科学家的生平事迹以及他们研究原子结构的过程，相互交流。切块二

原子核外电子的运动特征主要内容原子轨道电

子

层轨道的伸展方向电子自旋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1、核外电子以极高的速度、在极小的空间作不停的运转。不遵循宏观物体的运动规律（不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。核外电子的运动的特点：

2、可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。

电子云——电子在核外空间一定范围内出现的机会的大小，好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。

电子云图中小黑点的疏密表示

___________________。电子出现的概率大小

（1）核外电子是分层排布的（2）不同电子层上的电子能量不同，离核越近，能量越低（3）电子优先排布在能量最低的电子层里（4）每个电子层所能容纳的电子数最多为2n2（n为电子层数）（5）最外层电子数不超过8个（K为最外层时不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个复习回顾:电子在电子层上排布规则1．关于“电子云”的描述中，正确的是（）A．一个小黑点表示一个电子B．一个小黑点代表电子在此出现过一次C．电子云是带正电的云雾D．小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少D巩固练习2．下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是（）

A．核外电子是分层运动的

B．所有电子在同一区域里运动

C．能量高的电子在离核近的区域运动

D．能量低的电子在离核近的区域运动AD（一）电子层（又称能层）：分层依据：能量的较大差别；电子运动的主要区域或离核远近的不同。原子轨道的相关概念电子层序数（n）1234567符号KLMNOPQ

离核越来越远，能量越来越高复习回顾（二）原子轨道：

指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。1、原子轨道类型（又叫能级）：

轨道类型不同，轨道的形状也不同。

用s，p，d，f表示不同形状的轨道。新知识学习（电子亚层、能级的具体表现）原子轨道形状--电子云轮廓图s轨道--呈球形p原子轨道是纺锤形（哑铃形）的p原子轨道d原子轨道d原子轨道是花瓣形的；f轨道形状更复杂。n1234电子层第一第二第三第四原子轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2、原子轨道的表示方法（ns，np，nd，nf等）原子轨道种类数与电子层序数相等，即n层有n种轨道。练习1.以下原子轨道的表示方法不正确的是A．

3s

B．

3p

C．

3d

D．

3f2.下列电子层不包含d轨道的是

A.N层B.M层C.L层D.K层√√√表示电子云在空间的伸展方向，与能量无关，伸展方向决定该种类型轨道的个数。p轨道在空间有x、y、z3个伸展方向，所以p轨道含3个轨道，可容纳6个电子分别记作：px、py、pz。s轨道是球形对称的，只有1个轨道，可容纳2个电子。d轨道有5个伸展方向，有5个轨道，可容纳10个电子；f轨道有7个伸展方向，有7个轨道，可容纳14个电子。（三）轨道的伸展方向（四）电子自旋电子平行自旋：电子反向自旋：↑↑↑↓电子的自旋方式有两种：顺时自旋和逆时自旋。分别用↑↓表示。注：处在同一原子轨道中的两个电子反向自旋的较稳定练习1．下列轨道含有轨道数目为3的是A．

1s

B．

2p

C．

3p

D．

4d

3．第三电子层含有的轨道数为

A．

3

B．

5C．

7D．

92．

3d轨道中最多容纳电子数为A．

2

B．

10C．

14D．

184．第二电子层最多含有的电子数是A．

2

B．

4

C．

8D．

10

√√√√√C．同是s轨道，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的5．下列关于电子层与原子轨道类型的说法中不正确的是A．原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2B．任一电子层的原子轨道总是从s轨道开始，而且原子轨道类型数目等于该电子层序数D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子练习√6．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是A．原子核外的电子象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能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，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能层的增大而增大

练习√

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②形状相同的原子轨道能量的高低：

1s___2s___3s___4s……；

2p___3p___4p___5p……；……

切块三原子轨道的能量高低的判断①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns___np___nd___nf

。③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2Px___2Py___2Pz

﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹦﹦电子层KLMNOP1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f轨道核

外

电

子

填

充

顺

序

图轨道能量顺序71s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p1．氢原子的3d和4s能级的能量高低是

A

3d>4s

B

3d<4s

C

3d=4sD无3d、4s轨道,无所谓能量高低练习2．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低（1）1s、3d（2）3s、3p、3d（3）2p、3p、4p（4）3px、

3pz、

3py√1s﹤3d3s﹤3p﹤

3d2p﹤3p﹤4p3px=3pz=3py4．将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由高到低的顺序排列为

。

1s、3d、4s、2p、5f、6d、7s、4p、