2018-2019学年苏教版选修3专题2第1单元原子核外电子的运动学案

第一单元原子核外电子的运动第1课时原子核外电子的运动特征
(1)卢瑟福在α粒子的散射实验基础上，提出了原子结构的有核模型。

(2)卢瑟福认为原子的质量主要集中于原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。

(3)卢瑟福被称为“原子之父”。

2.玻尔原子结构模型
(1)玻尔在研究了氢原子光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型。

(2)玻尔原子结构模型
①原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道。

核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。

②不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续的。

③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。

3.电子云
(1)概念：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会的大小所得到的图形叫做电子云图。

(2)含义
①用小点代表电子在核外空间区域出现的机会，用小点的疏密描述电子在原子核外某一区域出现的机会的大小。

②运动区域离核近，电子出现的机会大；运动区域离核远，电子出现的机会小。

1.量子力学对核外电子运动的描述
(1)建立在量子力学基础上的量子理论认为，核外电子的运动服从统计规律，而没有固定的轨道，我们只能知道它们在核外某处出现的机会大小。

经过研究发现，电子在一些地方出现的机会较大，在另一些地方出现的机会较小。

(2)电子在原子核外空间出现的机会是有规律的。

如氢原子的核外电子，当处于能量最低状态时，电子主要在原子核周围的球形区域内运动。

运动区域距离核近，电子出现的机会大；运动区域距离核远，电子出现的机会小。

(1)划分依据
划分电子层的依据为电子的能量差异和主要运动区域的不同。

(2)表示
电子层用n表示，原子中由内向外的电子层数n可取1、2、3、4、5等正整数，对应电子层符号分别为K、L、M、N、O等。

2.原子轨道
(1)含义
处于同一电子层的原子核外电子运动的不同区域。

(2)表示符号及形状
不同形状的轨道可用s、p、d、f等表示，s轨道呈球形，p轨道呈纺锤形。

(3)伸展方向
s、p、d、f轨道分别有1、3、5、7个伸展方向，例如p轨道包含p x、p y、
p z3个轨道。

3.自旋
(1)在同一原子轨道上运动的电子有两种不同的自旋状态。

(2)表示方法：通常用“↑”和“↓”表示。

[核心·突破]
1.原子轨道
(1)原子轨道的定义
处于同一电子层上的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。

这个原子轨道指的是量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。

(2)原子轨道分类：s p d f
①分类依据：在同一电子层中，电子能量差别较小，电子云形状不同。

②原子轨道形状——决定轨道的类型。

s—球形，p—纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。

2.不同电子层上原子轨道的数目和可容纳的电子数
3.各原子轨道的能量高低规律
(1)相同电子层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f。

(2)形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……
(3)电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2p x、2p y、2p z轨道的能量相等。

第2课时原子核外电子的排布
1.遵循的原理
2.原子核外电子排布的轨道能量顺序
3.原子核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式
①铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1或[Ne]3s23p1。

②溴原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5或[Ar]3d104s24p5。

(2)轨道表示式
(3)外围电子排布式和轨道表示式
氯原子的外围电子排布式为3s23p5，外围电子轨道表示式
为。

教材整理2电子跃迁
1.基态原子是处于能量最低状态的原子。

2.激发态原子：基态原子吸收能量后，电子从能量较低原子轨道上跃迁到能量较高轨道上成为激发态原子。

3.光谱
不同元素的原子中电子发生跃迁时会吸收(基态→激发态)或放出(激发态→基态)能量，产生不同的光谱——原子光谱(吸收光谱或发射光谱)。

光是电子释放能量的重要形式。

1.泡利原理
(1)电子自旋可以比喻成地球的自转，自旋只有两种状态：顺时针状态和逆时针状态，用方向相反的箭头“↑”“↓”来表示。

(2)将在同一原子轨道上运动的，自旋状态相反的2个电子称为电子对，用方向相反的箭头“↑↓”来表示；将在原子轨道上运动的单个电子称为单电子或未成对电子。

(3)原子轨道与原子轨道数和最多容纳的电子数的关系：
(1)在能量相同的轨道(也称等价轨道，例如3个p 轨道，5个d 轨道，7个f 轨道)上分布的电子，将尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同。

例如，碳原子中的2个p 电子的排布应该是
(2)洪特规则的特例：
在能量相等轨道上的电子排布全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。

相对稳定的状态⎩⎨⎧
全充满：p 6、d 10、f 14
全空：p 0、d 0、f
0半充满：p 3、d 5、f 7
如⎩
⎨⎧
Cr ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 44s 2
(×)Cr ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1
(√) ⎩⎨⎧
Cu ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 94s 2
(×)Cu ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1
(√)。