原子核外电子的运动

卢瑟福——原子之父 原子之父 卢瑟福
α粒子散射实验
4.波尔原子模型 波尔原子模型
1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理 年 论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原 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。 子光谱，提出新的原子结构模型。
5、电子云模型 、
3 第三 3s 3p 3d
4 第四 4s 4p 4d 4f
核外电子的运动状态
3、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。 物理意义：表示电子云在空间的伸展方向。与能量无关。
电子云轮廓图----原子轨道 电子云轮廓图 原子轨道
S原子轨道
S原子轨道是球形对称的.
P原子轨道
1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排 1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排 最低能量原理── 布，要尽可能使电子的能量最低。 要尽可能使电子的能量最低。
电子层
轨道
轨道能量顺序
7
核P 外O 电 子N 填M 充 顺 L 序 图K
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p
4d 3d
4f
2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只 2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只 泡利不相容原理── 能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。 能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。
n
对应电子层 符号
1
第一层
2
第二层
3
第三层
4
第四层
5
第五层
··· ··· ···
K
L
M
N
O
核外电子的运动特征
2、原子轨道 、 物理意义：表示电子云的形状。 物理意义：表示电子云的形状。
轨道符号 轨道形状
s
p
d 花瓣型
f ···
g ···
··· ···
球形 纺锤形
n 电子层
原子轨道
1 第一 1s
2 第二 2s 2p
你知道吗？ 你知道吗？
1、原子是由哪些基本微粒 、 构成的？ 构成的？ 2、构成原子的各种微粒是 、 否带有电荷？ 否带有电荷？为什么原子是 电中性的？ 电中性的？ 3、构成原子的各种微粒在 、 数量上有什么规律？ 数量上有什么规律？这些微 粒的体积和质量有什么特点？ 粒的体积和质量有什么特点？
课堂求知互动
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3.洪特规则──电子在等价轨道（ 3.洪特规则──电子在等价轨道（能量相同 洪特规则──电子在等价轨道 的轨道）上排布时， 的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的 轨道，且自旋方向相同。这种排布， 轨道，且自旋方向相同。这种排布，电子的 能量最低。 能量最低。
问题3： 问题 ：完成下面表格
原子序数
课标理念感悟
一、知识与技能 了解人类对原子结构的认识历史。 1、了解人类对原子结构的认识历史。 了解原子核外电子的运动状况、能级分布、 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、及基态原子与激发态原子的能量状况。 造原理、及基态原子与激发态原子的能量状况。 掌握核外电子排布规律以及表示方法。 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、 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。 多种逻辑思维方法培养学生的分析问题解决问题的能力。 情感、 三、情感、态度和价值观 通过本节课的复习，进一步感受和体会科学家进行研究和认识 通过本节课的复习， 物质的科学方法，培养科学的思维方式， 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。 界的兴趣和勇气。
K 8 11 13 18
核外电子的排布
L M
课堂求知互动
1、分别再用原子结构示意图、电子排布式、 分别再用原子结构示意图、电子排布式、 原子结构示意图 电子排布式的简化形式、外围电子排布式表示 电子排布式的简化形式、外围电子排布式表示 Fe原子的核外电子排布 出26Fe原子的核外电子排布 2、请你通过比较、归纳，分别说出这些不同 、请你通过比较、归纳， 化学用语所能反映的粒子结构信息。 化学用语所能反映的粒子结构信息。
原子轨道能量高低规律： 原子轨道能量高低规律：ns<np<nd<nf 1s<2s<3s<4s 2px=2py=2pz
核外电子的运动状态
小结： 小结：
描 述 核 外 电 子 运 动 状 态 的 参 数 电子 状 或 原子轨道或电子云 原子轨道或电子云形状 电子层n
S的原子轨道是________形的，电子 的原子轨道是________形的， ________形的 层序数越大，原子轨道的________ ________。 层序数越大，原子轨道的________。
人们按照图 示的方法制 作电子云的 轮廓图
常把电子出现的概率约为 90%的空间圈出来 90%的空间圈出来
核外电子运动的特征
宏观物体的运动特征： 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： 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。
二、原子核外电子的排布
相关知识链接
原子核外电子的运动特征（电子云） 原子核外电子的运动特征（电子云） 原子核外电子的运动状态（原子轨道） 原子核外电子的运动状态（原子轨道） 原子核外电子的排布规律
1S电子在原子核外出现的概率分布图 1S电子在原子核外出现的概率分布图
讨论： 讨论：原子核外电 子运动有哪些特征？ 子运动有哪些特征？
核外电子的运动特征
1、电子层 n 、 取值： 取值： n =1，2，3，4，5……； ， ， ， ， ； 物理意义： 值的大小表示电子的能量高低 值的大小表示电子的能量高低。 值越 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。 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 ， ， ， 分别称为第第一能层 第二能层， 分别称为第第一能层， 对于 =1，2，3，…分别称为第第一能层，第二能层，第 三能层… 三能层
z
z
z
y x
x
y
x
y
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P x,Py,PZ表示.
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合 在一起的情形.
P 能 级 的 原 子 轨 道
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
n 电子层 轨道 轨道数 可容纳 电子数 1 第一 1s 1条 条 2 2 第二 2s 2p 4条 条 8 3 第三 3s 3p 3d 9条 条 18 4 第四 4s 4p 4d 4f 16条 条 32 n … … n2 2n2
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 世纪初， 世纪初 子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 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。 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。 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 提出了“葡萄干面包式”模型。 是可以再分的。 是可以再分的。
问题1： 问题 ：完成下面表格
电子层 原子轨道 类型 原子轨道 数目 可容纳 电子数
1 2 3 4 n
问题2： 问题 ： 比较下列多电子原子的原子轨道的能量 高低： 高低： (1)1s (2)nf 2s nd ns 3pz 4pz (6) 4s 3p (7) 4s 3d 3s 4s np
(3)3px 3py (4)3px 5py (5)3s 4p
3 从原子结构模型的演变历史中，我们可得到的启迪是 从原子结构模型的演变历史中， 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 ．早期的化学家在研究过程不够细致， 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， 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 ．继承、积累、 4 1998年诺贝尔化学奖授予科恩 美)和波普尔 英)，以表 年诺贝尔化学奖授予科恩(美 和波普尔 和波普尔(英 ， 年诺贝尔化学奖授予科恩 彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。 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， 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。 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 ．
针对训练
1 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。 含有下述论点： 原子是不能再分的微粒； 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； 原子是微小的实心球体。 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（ 个论点中， 从现代的观点看，你认为这 个论点中，不确切的是（ ） A．只有③ B．只有①，③ ．只有③ ．只有① C．只有②③ D．有①②③ ．只有②③ ． 2 卢瑟福从 粒子散射实验得出了什么结论？ 卢瑟福从α粒子散射实验得出了什么结论？ 粒子散射实验得出了什么结论 A．原子中存在原子核，它占原子中极小的体积 ．原子中存在原子核， B．原子核带正电荷，且电荷数远大于 粒子 ．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 粒子 ．金原子核质量远大于α粒子
P的原子轨道是 的原子轨道是________形的，每个 轨 形的， 的原子轨道是 形的 每个P轨 道有_______个轨道，它们互相垂直，分别 个轨道， 道有 个轨道 它们互相垂直， 为符号。 原子 以_____、______、_______为符号。P原子 、 、 为符号 轨道的平均半径也随电子层序数增大而 _____。 。
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 年 英国物理学家卢瑟褔通过 粒子散射实 提出带核的原子结构模型。 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。 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， 原子核上，电子 在原子核外空间 高速运动。 高速运动。
新课标苏教版选修五
原子核外电子的运动
2007年9月14日
专题2 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
复习要点
一、人类对原子结构的认识历史 二、原子核外电子的运动特征 三、原子核外电子的排布
课程标准
一、了解核外电子的运动状态 二、了解原子构造原理 三、知道原子核外电子的能级分布 四、能用电子排布式表示常见元素 （1—36号）原子核外电子的排布 号
针对训练：
以下列出的是一些原子的2p轨道和 轨道中 以下列出的是一些原子的 轨道和3d轨道中 轨道和 电子排布的情况。试判断， 电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不 相容原理?哪些违反了洪特规则 哪些违反了洪特规则? 相容原理 哪些违反了洪特规则 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有 的有 。 ，违反洪特规则
启示：
人类对原子结构认识的逐渐深入， 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， 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、 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” 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。 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。 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，相互交流并写出心 及他们研究原子结构的过程， 得体会。 得体会。