原子核外电子的运动(1)

电子层序数 1 2
3
（n）
4
5
6
7
符号
KL
M
N
O
P
Q
离核越来越远，能量越来越高
同一电子层内，电子能量也并非完全相同。
（二）原子轨道——电子亚层
量子力学研究表明，处于同一电子层 的原子核外电子，也可以在不同类型的原 子轨道上运动。
轨道的类型不同，轨道的形状也不同。
用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。
选修三 物质结构与性质 专题2第一单元
原子核外电子的运动
课堂求知互动
一、原子结构的认识历史
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。
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。
2. 人为地允许某些物理量（电子运动的轨 道角动量和电子能量）“量子化”，以修正 经典力学（牛顿力学）。
5、电子云模型
德谟克利特：朴素原子观
道尔顿：原子学说
汤姆生：“葡萄干面包式” 模 型 卢瑟福：带核原子结构模型
玻尔：原子轨道模型
现代量子力学模型
运动物体 汽车 炮弹 人造卫星 宇宙飞船 电子
经典电磁理论不能解释氢原子光谱：
• 经典电磁理论： 电子绕核作高速圆周运动， 发出连续电磁波→ 连续光谱， 电子能量↓ → 坠入原子核→原子湮灭
• 事实： 氢原子光谱是线状（而不是连续光谱）； 原子没有湮灭。
氢原子光谱（原子发射光谱）
真空管中含少量H2(g)，高压放电， 发出紫外光和可见光 → 三棱镜 → 不连续的线状光谱
二、 原子核外电子的运动特征
同一电子层的电子能量不一定相同， 处在同一电子层的原子核外电子，
也可以在不同类型的原子轨道上运动
（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。
二、原子核外电子的运动特征
轮廓图
常把电子出现的概率约为 90%的空间圈出来
二、 原子核外电子的运动特征
关于电子在核外的运动， 你已经知道哪些规律？
电子云 ·
分层运动（排布）； 离核越远； 能量越高。
1234567 K LMNOPQ
核外电子的排布 分层排布
电子层： K L M N O P Q
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1234567 K LMNOPQ
速率（Km/S) 0.03 2
7.8
11 2200
乒乓球直径 410-2 m
核外电子运动空间范围 n10-10 m
速度极快
1、运动特征： 运动空间极小 无固定运动轨迹
宏观、微观运动的不同
宏观物体 微观粒子
质量 很大 速度 较小 位移 可测 能量 可测
很小
很大（接近光 速）
位移、能量 不可同时测定
轨迹 可描述 （画图或函数描述）
电子云
注意： A.小黑点的含义 B.小黑点疏密的含义 C.H原子电子云的形
状
电子云：描述核外电子运动特征的图象。
电子云中的小黑点：
并不是表示原子核外的一个电子,而是表 示电子在此空间出现的机率。
电子云密度大的地方说明电子出现的机 会多，而电子云密度小的地方说明电子出 现的机会少。
人们按照图 示的方法制 作电子云的
原子轨道形状----电子云轮廓图
s轨道----呈球形
p轨道：纺锤形
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d原子轨道
d原子轨道是花瓣形的；f轨道形 状更复杂。
二、 原子核外电子的运动特征
原子轨道的表示方法： 表示为ns，np，nd，nf等。 第一电子层：只一种形状——球形对称，只一种类型轨道， 用s表示，叫s轨道，记作1s。 第二电子层：有二种形状，所以有二种类型轨道。分别是： 球形，记作2s；纺锤形，用p表示，叫p轨道，记作2p。 第三电子层：有三种形状，决定有三种类型轨道。
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。
M.Plack量子论(1990) 根据A.Einstein光子学说(1908年）
D.Rutherford有核原子模型
原子能级
波尔原子模型局限性
1. 只限于解释氢原子或类氢离子（单电子 体系）的光谱，不能解释多电子原子的光谱。
个或8个）
（1）电子分层排布的依据是什么？
（2）在多电子原子中，每一层上的电子 能量一样吗？运动区域的形状一样吗？
（3）为什么每个电子层所能容纳的电子 数最多为2n2（n为电子层数）？
二、 原子核外电子的运动特征
（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。
三层不超过32个。 相互制约，相互联系
原子结构示意图：
镁原子 （Mg )
原子核 质子数 电子层 该层上的电子数
第一层 倒数第一层 最外层 次外层 电子层数为_______层。
核电荷数为1~18的元素的原子结构示意图
金属元素
最外层电子数 一般少于4个
非金属元素 稀有气体元素 最外层电子数 最外层电子数 一般多于4个 已达到最多（2
3. 卢瑟福原子模型
1911年，英国物理学家卢瑟褔通过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
连续光谱（自然界）
连续光谱(实验室）
电磁波连续光谱
不可确定
二、原子核外电子的运动特征
1、核外电子以极高的速度、在极小的空间作应不停止 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）。
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。
核外电子排布规律：
（1）能量最低原理： 电子先排布在能量较
低的轨道上。
每层≤2n2个。
最外层≤ 8个（K层时≤2个），如果最 （2） 外层为8个（K层为2个）就达到了饱
和稳定结构。
次外层≤ 18个，倒数第三层≤ 32
排布规律（一低四不超） （1）能量最低原理 （2）各层最多容纳2n2 个电子 （3）最外层不超过8个（K层2个） （4）次外层不超过18个，倒数第