原子核外电子的运动
原子核外电子运动状态
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
第26元素的核外电子排布、能级交错
Fe
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
2
2
6
2
6
6
2
↑↓ ↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
能级交错：指电子层数较大的某些轨道的能量反低于
电子层数较小的某些轨道能量的现象
中学阶段能级交错 主要考察E3d>E4s
↑↓
3
↑
↑
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
↑ ↑ ↑
S
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
2 2 6 2
2
2
6
2
4
↑↓
5
↑↓ ↑ ↑
Cl
Ar
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
2 2 6 2
↑↓
6
↑↓ ↑↓ ↑
1s 2s 2p 3s 3p
电子层序数 电子层符号
1 K
2 L
3 M
4 N
5 O
6 P
电子能量
电子离核距离
低
近
高
远
（2）电子亚层
亚层概念
科学研究发现，同一电子层又可分成一个或几个亚层
电子亚层依次分别用s、p、d、f等符号表示。
电子层序数n 电子亚层数 1 1 2 2 3 3 4 4
电子亚层符号
s
s、p
s、p、d
s、p、 d、f
Na
1s 2s 2p 3s
6
《原子核外电子的运动》 导学案
《原子核外电子的运动》导学案一、学习目标1、了解原子核外电子的运动状态。
2、理解原子轨道和电子云的概念。
3、掌握原子核外电子排布的规律。
二、知识回顾1、原子的构成原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子构成。
质子带正电荷，中子不带电，电子带负电荷。
2、核外电子的分层排布核外电子按照能量的高低，分层排布在不同的电子层上。
离原子核越近的电子层，能量越低；离原子核越远的电子层，能量越高。
三、新课导入在我们的日常生活中，物体的运动遵循着一定的规律。
比如，汽车在公路上行驶，篮球在球场上跳跃。
那么，原子核外的电子是如何运动的呢？它们的运动又有哪些特点呢？四、知识讲解1、电子运动的特点（1）高速性电子在原子核外以极高的速度运动，接近光速。
（2）无规则性电子的运动不像行星绕太阳那样有固定的轨道，而是呈现出无规则的运动状态。
2、原子轨道（1）定义原子轨道是用来描述原子中单个电子的空间运动状态。
（2）类型包括 s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。
s 轨道呈球形，p 轨道呈哑铃形，d 轨道和 f 轨道形状较为复杂。
3、电子云（1）概念电子云是电子在原子核外空间出现概率的形象化描述。
（2）意义电子云密度大的地方，表示电子在该处出现的概率大；电子云密度小的地方，表示电子在该处出现的概率小。
4、原子核外电子排布的规律（1）能量最低原理电子在原子核外排布时，总是先占据能量最低的电子层，然后依次进入能量较高的电子层。
（2）泡利不相容原理一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向相反。
（3）洪特规则电子在等价轨道上排布时，总是优先单独占据不同的轨道，且自旋方向相同。
五、例题讲解例 1：写出氮原子的核外电子排布式。
解：氮原子的核电荷数为 7，其核外电子排布式为 1s²2s²2p³。
例 2：画出氧原子的电子云示意图。
解：氧原子的核外电子排布式为 1s²2s²2p⁴，电子云示意图如下（此处可手绘或简单描述）。
《原子核外电子的运动》单元教学设计
《原子核外电子的运动》单元教学设计一、教材分析《原子核外电子的运动》是苏教版选择性必修二专题二第一单元内容，是整个物质结构的基础，也是历年高考命题的必考点，在教材中占有重要地位。
本单元内容比较抽象，教材从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学生兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
教学分为三学时完成，第一学时为人类对原子结构的认识，第二学时为原子核外电子的运动特征，第三学时原子核外电子的排布。
二、学情分析本单元是在必修一《人类对原子结构的认识》的基础上，进一步深入地研究原子结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布及原子光谱，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道。
虽然学生有一定的理论基础，但这部分也比较枯燥，内容很抽象难以理解。
比如核外电子的运动状态；主族与副族原子结构示意图的书写区别，外围电子排布式的区别，价电子的区别、化合价的区别，能级交错现象，轨道全空半满全满的理解等等。
三、设计思路第一课时：本节课的认知内容几乎全部是“不可视”的，对学生的想象、推理、分析、归纳、批判性思维等能力要求很高，因此，本节课多借助图片、动画、视频等技术手段，变抽象为具象，辅助学生想象、推理，促进学生体验和理解。
本节课以原子结构的发展史为线索创设情境，以“时间”为纵坐标，依次呈现8位科学家，8个化学史资料，让学生体验原子内部结构的曲折发展历程，在猜想、反思、修正、再猜想、再反思、再修正的过程中逐渐揭秘原子的内部结构。
第二课时：在介绍能层与能级时，可以通过思考“电子是怎样在核外空间排布的？”，引发学生对核外电子分层排布的复习。
根据学生已有的核外电子分层排布的知识进一步明确核外电子是按照能量的不同分成不同的能层与能级。
在理解能层与能级之间的关系时，可利用教科书中的形象比喻：“能层是楼层，能级时楼梯的阶梯。
”第三课时：本课时的教学从宏观世界与微观世界共同点：能量越低越稳定这一自然规律入手，以研究氮原子核外电子排布为主线，在思考中遇到认知冲突，借用化学史解决冲突，在巩固概念中又遇认知冲突，再用化学史解决冲突，依次循环促使概念得以深化、内化。
原子核外电子运动特征
1.电子层：
电子层： K L M N O P Q
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1234567 K LMN O P Q
2. 原子轨道
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。
原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同，它是指量子力学 描述电子在原子核外空间运动的主要区域。
价电子排布为4s24p4，
电子排布式 [Ar]3d105s25p4
属P区
练习
4. 有下列四种轨道：①2s、②2p、③3p、
④4d，其中能量最高的是 （ D ）
A. 2s B. 2p C. 3p D. 4d
练习
5. 用“＞”“＜”或“＝”表示下列各组 多电子原子的原子轨道能量的高低
⑴ 3s ＜3p ⑶ 3s ＜3d
⑵ 2p＝x 2py ⑷ 4s ＞3p
练习
6. 比较下列多电子原子的原子轨道能量的 高低
f区元素
最后1个电子填充在f轨道上，价电子构
型是：（n－2）f 0～14ns2,或(n – 2)f 0～14 (n－1)d 0～2ns2，它包括镧系和锕系元素
（各有14种元素）。
【规律总结】
1、周期数=电子层数
2、主族元素： 族序数=原子的最外层电子数=价电子数
副族元素： 大多数族序数=（n-1)d+ns的电 子数=价 电子数
6S2
3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6 5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
按照电子排布，可把周期表的元素划 分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。
原子核外电子排布000
· 最外层电子数目不超过8个.
K层为最外层时，最多只能容纳2个电子。
次外层不超过18个；倒数第三层不超过32个。
相同电子层排布的微粒
10电子微粒
18电子微粒
心是拿来碎的，元素周期表是拿来背的
沈阳某金属公司的办公楼
西班牙的 University of Murcia （穆尔西亚大学）的化学系
闷声发大财
(1)同主族相邻两元素的原子序数之差可能为
_________________ 2、8、18、32 ；
(2)x为第ⅡA族元素原子序数，则同周期第ⅢA族
元素原子序数可能为________________________ x＋1、x＋11、x＋25 。
（3）x为第ⅢA族元素原子序数，则同主族第ⅢA族
元素原子序数可能为________________________ x＋8、x＋18、x＋32 。
原子核外电子排布
波尔原子模型
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
１、核外电子的运动特点： 电子在原子核周围分层运动，无轨迹；
电子质量小；
运动空间小；
运动速度快。
二、原子核外电子运动的特征
电子在原子核周围分层运动，无轨迹； 能量低的离核近，能量高的离核远。
氢 原 子 电 子 真 实 运 动
Re Sg Tc Au As Sc Ti
Ag Zn Na F Ga Hf Mg，
闷声发大财
Re Sg Tc Au As Sc Ti
铼 钅喜 锝 金 砷 钪 钛，
来 喜 得 金 身 康 泰
迎 银 Ag 新 锌 Zn 纳 钠 Na 福 氟 F 家 镓 Ga 和 铪 Hf 美， 镁， Mg，
多照照镜子，很多事情你就明白原因了，多 找找元素周期表，很多规律你就懂了。
原子核外电子的空间运动状态
原子核外电子的空间运动状态原子核外电子的空间运动状态：（一）电子轨道1、电子轨道是电子沿着原子核外围运动的一条椭圆形轨迹。
这条椭圆形轨迹完全由电子和核间的电磁场相互作用决定。
2、电子轨道的轨道角动量是指电子在原子核外围空间运动的时候的角动量，它可以通过电磁场的膜位能准确的确定出来。
3、电子轨道的运动状态就是指电子在轨道中的运动状态，包括了单重态的电子轨道运动状态，以及双重态的电子轨道运动状态和三重态的电子轨道运动状态等。
（二）电子自旋1、电子自旋是电子在空间中自身运动的一个特征，通俗来说就是电子在原子核外围空间中以固定的角速度运动。
2、电子自旋具有两个独立的特性，即电子的线性自旋，也就是说电子的运动方向不断变化；另一个就是电子的角速度自旋，也就是说电子的具体自旋方向会一直保持不变。
3、自旋的结构包括两个自旋态，一个是有磁态，即自由自旋，它没有内部能量变化；对应的还有无磁态，即锁定自旋，它有内部能量变化。
（三）电子跃迁1、电子跃迁是指电子在原子核外围空间中运动时从一个轨道状态跃到另一个空间状态的过程，电子跃迁中包括了单重态电子跃迁，双重态电子跃迁和三重态电子跃迁等等。
2、电子跃迁的机理一般是由电磁场的膜位能决定的，这也是电子跃迁过程发生的根本原因。
电子跃迁过程中，电子原先处在的低能量状态会被电磁场膜位能引导，由低能量跃到其他的高能量状态之中。
3、电子跃迁过程还会受到外界的干扰，包括光辐射，热辐射等，外界的干扰可以使原子中电子从一个轨道跃到另一个轨道或空间状态，从而使原子转变为激发态，从而发生一系列使原子性质发生变化的现象。
原子核外电子的运动
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.Plac量 k 子论 (199)0 根据A.Einste光 in 子学(说 190年 8 ）
D.Rutherfo有rd核原子模型
原子能级
波尔原子模型局限性
当同一亚层轨道半充满、全充满以及 全空时，是比较稳定的。
全充满 p 6 d 10 f 14 半充满 p 3 d 5 f 7 全空 p 0 d 0 f 0
本课总结：
人类对原子结 构认识的历史
知 原子核外电子 识 运动特征排布
体
遵循的原理和 规则
系
原子核外电子 排布的表示式
能量最低原理
泡！ 利不相容原理 洪特规则 电子排布式
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。
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
轨道能量顺序
7
4f
原子核外电子排布的三大原理
1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排布，要尽 可能使电子的能量最低。 2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只能容纳 两个电子，且自旋方向必须相反。
3.洪特规则──电子在等价轨道（能量相同 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，电子的 能量最低。
2、3d轨道中最多容纳电子数为
A、2 √B、 10 C、 14
D、 18
(化学课件)原子核外电子的运动状态
讨论：见课本P5
一个小黑点仅表示电子在此出现了一次。
小黑点的疏密仅表示电子出现几率的大小。
即小黑点较稀的地方表示电子在此出现的机 会少；小黑点较密的地方表示电子在此出现 的机会多。
（三）、决定核外电子运动状态的因素
1、电子层： 在多电子的原子里，它们的运动区域 也不同。能量低的电子通常在离核较近的空间范 围运动，能量高的电子通常在离核较远的空间范 围内运动，
[说明]1、自左向右、自上而下，轨道能量依次递增。
2、每个能级组以ns轨道开始、以np轨道结束。
（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）？
1、4d轨道中最多容纳电子数为
A、2
B√ 、 10 C、 14 D、 18
2、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、 5 C、 7 D√ 、 9
五、电子亚层的能量比较规律
1、相同电子层上电子亚层能量的高低： ns＜np＜nd＜nf
2、形状相同的电子亚层能量的高低： 1s＜2s＜3s＜4s…… 2p＜3p＜4p＜5p…… ……
3、电子层和形状相同的电子亚层的能量相等： 如2px = 2py =2pz
/ / / / / / 1s<—2s<—2p<3—s<3—p<—4s<3d<4—p<5—s<4d<5—p<—6s<4f<5d<6—p<7—s<5f<6d<—7p
结合电子云的形状及伸展方向显然可知：S亚层有 1个轨道，P亚层有3个轨道， d 亚层有5个轨道， f亚层有7个轨道。
四、电子自旋
如何描述核外电子的运动
第一章 第一节
质子（每个质子带一个单位正电荷）
原子核 原子
中子（不带电）
核外电子（每个电子带一个单位的负电荷）
分子是物质能够独立存在
并保持其化学性质的最小微 粒。物质的化学性质主要取 决于分子的性质，分子的性
化学键
分子
分子内
结构 空间构型
质又与分子的结构有关。
分子间的作用力
3.VIII族
第一章 第二节
处于元素周期表的中间，共三个纵行。它们的价 层电子的构型是(n-1)d6-10ns0-2，价层电子数是8-10。
（三）周期表分区（特征电子构型） 第一章 第二节
据价层电子构型的特征，将周期表分为5个区：
1. 能量最低原理
第一章 第一节
“系统的能量愈低，愈稳定”是自然界的普 遍规律。
基态原子，是最稳定的系统，能量最低。
〖能量最低原理〗基态多电子原子核外电子排 布时，总是先占据能量最低的轨道，当低能量轨道 占满后，才排入高能量的轨道，以使整个原子能量 最低。
如下图箭头所指顺序。
1. 能量最低原理
电 子 填 入 能 级 的 先 后 次 序
C. n＝3, l＝2 √
D. n＝4, l＝1 E. n＝5, l＝0
章页
第二节 元素周期系和元素的基本性质
一、原子的电子结构和元素周期律 第一章 第二节
当元素按照核电荷数递增的顺序 排列时，电子排布(构型)呈周期性变 化，元素性质呈现周期性变化。这一 规律叫做元素周期律。
元素周期表是原子的电子构型随着 核电荷数递增而呈现周期性变化的反 映。
6C 轨道式 7N轨道式
3．Hund规则
第一章 第一节
8O轨道式
《原子核外电子的运动》 知识清单
《原子核外电子的运动》知识清单一、原子核外电子的排布规律在原子中，电子围绕着原子核运动。
原子核带正电荷，电子带负电荷，它们之间的相互吸引使得电子处于特定的轨道上。
1、能量最低原理电子总是先占据能量最低的轨道，然后再依次进入能量较高的轨道。
这就好像爬楼梯一样，要从最低的台阶开始往上走。
2、泡利不相容原理在同一个原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。
简单来说，每个轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向必须相反。
3、洪特规则电子在等价轨道（相同能量的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，并且自旋方向相同。
这样可以使原子的能量处于较低的状态。
例如，对于氮原子（N），其电子排布式为 1s² 2s² 2p³。
其中 1s、2s、2p 是不同的轨道，2p 轨道有三个等价轨道，所以三个电子分别占据不同的 2p 轨道，并且自旋方向相同。
二、原子轨道的类型原子轨道可以分为不同的类型，主要包括 s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。
1、 s 轨道s 轨道是球形对称的，形状像一个球体。
它只有一个轨道，可以容纳 2 个电子。
2、 p 轨道p 轨道呈哑铃形，有三个相互垂直的取向，分别称为 px、py 和 pz 轨道。
每个 p 轨道可以容纳 2 个电子，所以 p 轨道总共可以容纳 6 个电子。
3、 d 轨道d 轨道的形状比较复杂，有五个不同的取向。
d 轨道可以容纳 10 个电子。
4、 f 轨道f 轨道更为复杂，能容纳 14 个电子。
三、电子云电子云是用来描述电子在原子核外空间出现概率的形象化表示。
电子云并不是真正的云，而是通过大量的计算和模拟得出的结果。
电子云的密度表示电子在该区域出现的概率大小。
电子云密度越大，电子在该区域出现的概率就越高；反之，电子云密度越小，电子在该区域出现的概率就越低。
四、原子核外电子运动的特点1、高速运动电子在原子核外以极高的速度运动，接近光速。
1.1.2原子核外电子的运动
电子层
轨道
轨道能量顺序
7
P 核 外O 电 子N 填M 充 顺 L 序 图K
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p
4d 3d
4f
4 1998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
二、原子核外电子的运动
2007年9月14日
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
D的原子第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电
子； E原子的价电子排布为3s23p6。 则各元素是何种元素？
体验高考
山东、
（1）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数
与其所在周期数相同的元素有 种。 （2）第ⅢＡ、ⅤＡ族元素组成的化合物GaN、GaP 、GaAs等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结 构与单晶硅相似。Ga原子的电子排布式为 。
（2）写出Y元素最高价氧化物水化物的电离方程式 （3）元素T与氯元素相比，非金属性较强的是 （用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是
a 常温下氯气的颜色比T单质的颜色深 b T的单质通入氯化钠水溶液不能置换出氯气 c 氯与T形成的化合物中氯元素呈正价态 （4）探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之—。T、X 、Y、Z四种元素的单质中化学性质明显不同于其他三种单质的 是 ，理由 。
原子核外电子运动规律
原子核外电子运动规律
原子核外电子是构成物质的基本粒子，它们的运动规律已经成为学前教育中不
可或缺的课程内容。
原子核外电子的运动可以用谐振模型来描述，其运动轨迹为圆形椭圆或者柱面角的轨道。
传统的表示方法是用箭头的形式。
比如，在原子中，最外层的电子由n核外椭圆轨道组成，它们之间交错组合，每个椭圆轨道就是一个箭头，表示着电子运动的轨道。
有人也学习新概念，把原子外电子轨道称为电子场和电子云，即一组电子，以
不同的频率运动，构成一个电子球。
这些电子沿着原子外部运动，它们绕着原子核旋转，互相引力和斥力，在这样的活动中，它们以频率和振幅特定的谐振节奏表达出自己的图景。
电子的运动是按照确定的规律进行的，它是定性的，而不是定量的。
在学前教育中，结合实验教学，让学生通过动态实物模型来感受这种运动规律，将有助于提高学生对物质本质的理解。
另外，为了更深入地理解电子外部运动的规律，学前学生可以学习相关的电磁
学和量子力学内容，了解电子的行为与基本力学定律的关系，量子力学解释了电子以不断变化的方式运动的规律，因此，学习量子力学中的知识，能够更好地理解原子核外电子的运动。
综上所述，原子核外电子运动的规律在学前教育中是不可或缺的课程内容，而
实物实验结合理论知识，可以帮助学生更好地理解原子核外电子的运动规律。
希望学前教师在课堂中及时引导学生思考，培养学生深入探究物质世界的热情。
原子核外电子的运动状态
精选2021版课021版课件
6
好像带
负电荷
的云雾
笼罩在
原子核
周围形
象的称
为电子
云
电子云演示
精选2021版课件
7
（1）电子云的概念： 电子在原子核外空间一定范围内出现，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。
如：Na:1s22s22p63s1 或 Na:[Ne]3s1。
精选2021版课件
23
精选2021版课件
10
2. 亚层（角量子数l，能级）
• 符号： S，P，d，f • 意义：（1）确定原子轨道形状
（2）和电子层n共同决定原子
中电子的能量大小（确定能级）
规律: 每层的能级数值（亚层数）=电子层数
精选2021版课件
11
3.伸展方向（磁量子数m）
• 意义: 决定原子轨道在空间的伸展方向(轨道的数目)
电子的自旋方向必须相反。 洪特规则： 对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应
尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。
精选2021版课件
22
原子核外电子排布的表示方法
电子排布式： 用数字在能级符号的右上角表明该能级上排
布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐， 可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以 相应稀有气体元素符号外加方括号表示。
①s轨道是球形对称的，所以只有1个轨道；
②p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，
所以p轨道包括px、py、pz 3个轨道；
③d轨道有5个伸展方向（5个轨道）
f轨道有7个伸展方向（7个轨道） ；
核外电子运动状态完整版
核外电子运动状态标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]ZK 高一化学K1 第四讲一、【知识梳理】 电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其运动规律跟一般物体不同，它们没有确定的轨道。
因此，我们不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度，也不能描画出它的运动轨迹。
那么，如何描述原子核外电子的运动状态呢？一、电子云科学上应用统计的原理，以每一个电子在原子核外空间某处出现机会的多少，来描述原子核外电子运动状态。
电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以我们形象地称它为“电子云”。
见下图。
在电子云示意图中，小黑点表示电子出现的次数，小黑疏密（电子云密度）表示电子出现的几率。
氢原子电子云：①球形；②离核近，电子云密度大，表示电子出现几率大；③离核远，电子云密度小，表示电子出现几率小。
为了便于理解，我们假想有一架特殊的照相机给氢原子照相。
先给某个氢原子拍五张照片，得到下图所示的不同的图象。
图中⊕表示原子核，一个小黑点表示电子在这里出现一次。
给氢原子拍上成千上万张照片，研究每一张照片会使我们获得这现。
如果我们将这些照片叠印，就会看到如图所示的图象。
图象说明，对氢原子的照片叠印张数越多，就越能使人形成一团电子云雾笼罩原子核的印象，这团原子核外电子的运动状态可以从四个方面进行描述：1．电子层在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同，电子运动的区域也不相同，能量低的电子通常在离核近的区域运动，能量高的电子通常在离核远的区域运动。
根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，可以将核外电子分成不同电子层。
离核最近的为第一层，离核稍远的为第二层，依次类推，由近及远为三、四、五、六、七层，用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。
2．电子亚层和电子云的形状科学研究发现，在同一电子层中，电子的能量还稍有差别，电子云的形状也不相同。
根据这个差别，又可以把一个电子层分成一个或几个亚层，分别用s、p、d、f等符号表示。
原子核外电子运动特征
二、 原子核外电子排布的表示式
1.电子排布式：
2.轨道表示式:
问题探究二
P14 交流与讨论
练习：
1.请你分别画出H、 O 、S、K原子的电子 排布式和轨道表示式：
2.请你分别画出下列原子 的电子排布式和轨道表示 式：
1、He F
2、Al Ne
3、Cl P
4、Ar Ca
巩固练习
４S1－2 ５S1－2 ６S1－2
３d1－9 4s2
4d1－9 5s2
4f1－14 5d1－10
3d104s1－2 4S24p1 －5 4S24p6 4d105s1－2 5S25p1 －5 5S25p6 5d106s1－2 6S26p1 －5 6S26p6
元
外围电子排布
周素
期 数 ⅠA－ⅡA ⅢB－Ⅷ ⅠＢ－ⅡＢ ⅢＡ－ ０族
E（6s） ＜ E（5d）
2、泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自 旋方向相反（用“↓↑”表示）
3、洪特规则
电子在排布同一能级的各个轨道时，优先分占 不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子 的能量最低。
例：2p3:
2px 2py 2pz
例：2p4:
2px 2py 2pz
问题探究一
⑴2s 2p 4s ⑵3s 3p 4p
2s＜2p＜4s 3s＜3p＜4p
知识回顾
电子层 一 二 三
四
五 六七
符号 K L M
N
O PQ
能级 1s 2s 2p3s3 3d4s4 4d4f 5s … …
最多电 2 2 6 2 p6 102 p6 1 14 2 … …
子数 2 8
18
基态原子的核外电子运动状态
基态原子的核外电子运动状态原子核外电子运动状态是指原子核外电子的能量和动量分布。
它是一个重要的物理概念，广泛应用于化学和物理学中。
在化学反应过程中，原子核外电子的运动状态是决定化学性质的关键因素。
原子核外电子的运动状态可以用量子力学来表示，它可以被划分为基态，也可以被划分为激发态。
基态是由最低能量组成的原子核外电子状态，它是原子核外电子最安静的状态，也是最常见的状态。
激发态是指原子核外电子脱离基态，由更高能量组成的状态，它是原子核外电子最活跃的状态，是化学反应的关键因素。
当原子核外电子的能量高于基态时，它们就处在激发态。
激发态的电子能量一般分布在原子核外部，而基态的电子能量则偏向原子核内部。
此外，激发态的电子动量要大于基态，因此它们拥有更多的运动能量，可以更快地进行化学反应。
原子核外电子的运动状态影响着原子核外电子在化学反应中的能量转移状态。
当原子核外电子以激发态显示时，它们可以与其他原子核外电子靠近，从而改变原子核外电子的能量分布，从而影响化学反应的结果。
原子核外电子的运动状态是化学反应的关键因素，但是，它们的运动状态也受到原子核外电子的粒子属性的影响，如质量、电荷和自旋等。
这些粒子属性决定了原子核外电子的运动状态，从而影响化学反应的特性。
由于原子核外电子的运动状态受到许多因素的影响，因此，在研究化学反应时，必须综合考虑原子核外电子的运动状态。
总之，原子核外电子的运动状态是一个重要的物理概念，它可以用量子力学来表示，并可以被划分为基态和激发态。
原子核外电子的运动状态和粒子属性都决定了其在化学反应中的能量转移状态，因此，在研究化学反应时，必须综合考虑原子核外电子的运动状态。
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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。
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。
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
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 、
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。
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
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。
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。
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________。
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 ．
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？
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。
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
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
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
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 _____。 。
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
课标理念感悟