原子核外電子的運(yùn)動(dòng)2

原子核外電子的運(yùn)動(dòng)專題2第一單元選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.道爾頓原子模型

19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體，在化學(xué)反應(yīng)中保持本性不變。一、原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷史課堂求知互動(dòng)2.湯姆生原子模型

1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。提出了“葡萄干面包式”模型。認(rèn)為原子是可以再分的。3.盧瑟福原子模型

1911年，英國物理學(xué)家盧瑟褔通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。認(rèn)為原子是由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電核外電子構(gòu)成。盧瑟福認(rèn)為原子質(zhì)量主要集中在原子核上，電子在原子核外空間高速運(yùn)動(dòng)。盧瑟福——原子之父α粒子散射實(shí)驗(yàn)連續(xù)光譜（自然界）連續(xù)光譜(實(shí)驗(yàn)室）電磁波連續(xù)光譜經(jīng)典電磁理論不能解釋氫原子光譜：

經(jīng)典電磁理論：

電子繞核作高速圓周運(yùn)動(dòng)，發(fā)出連續(xù)電磁波→連續(xù)光譜，電子能量↓→墜入原子核→原子湮滅事實(shí)：氫原子光譜是線狀（而不是連續(xù)光譜）；原子沒有湮滅。氫原子光譜（原子發(fā)射光譜）

真空管中含少量H2(g)，高壓放電，

發(fā)出紫外光和可見光→三棱鏡→不連續(xù)的線狀光譜4.波波爾爾原原子子模模型型1913年年，，丹丹麥麥物物理理學(xué)學(xué)家家玻玻爾爾把把普普朗朗克克的的相相關(guān)關(guān)理理論論與與盧盧瑟瑟福福的的原原子子模模型型相相結(jié)結(jié)合合，，較較好好地地解釋了了氫原原子光光譜，提出出新的的原子子結(jié)構(gòu)構(gòu)模型型。原子能能級(jí)波爾原原子模模型局限性性1.只限于于解釋釋氫原原子或或類氫氫離子子（單單電子子體系系）的的光譜譜，不不能解解釋多多電子子原子子的光光譜。。2.人為地地允許許某些些物理理量（（電子子運(yùn)動(dòng)動(dòng)的軌軌道角角動(dòng)量量和電電子能能量））“量量子化化”，，以修修正經(jīng)經(jīng)典力力學(xué)（（牛頓頓力學(xué)學(xué)）。。5、電電子云云模型型德謨克克利特特：樸樸素原原子觀觀道爾頓頓：原原子學(xué)學(xué)說湯姆生生：““葡萄萄干面面包式式”模模型型盧瑟福福：帶核核原子子結(jié)構(gòu)構(gòu)模型型玻爾：原子子軌道道模型型現(xiàn)代量量子力力學(xué)模模型二、原原子核核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)特征征運(yùn)動(dòng)物體汽車炮彈人造衛(wèi)星宇宙飛船電子速率（Km/S)0.0327.81122001、運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征：：乒乓球直徑核外電子運(yùn)動(dòng)空間范圍410-2mn10-10m運(yùn)動(dòng)空空間極極小無固定定運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡跡速度極極快宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測(cè)位移、能量不可同時(shí)測(cè)定能量可測(cè)軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）不可確定宏觀、、微觀觀運(yùn)動(dòng)動(dòng)的不不同二、原原子核核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)特征征1、核核外電電子以以極高的的速度度、在極小的的空間間作應(yīng)不不停止止的運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)。。不遵循循宏觀觀物體體的運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)規(guī)律（不能能測(cè)出出在某某一時(shí)時(shí)刻的的位置置、速速度，，即不不能描描畫出出它的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡跡）。。2、可可用統(tǒng)統(tǒng)計(jì)（（圖示示）的的方法法研究究電子子在核核外出出現(xiàn)的的概率率。電子云云——電電子在在核外外空間間一定定范圍圍內(nèi)出出現(xiàn)的的機(jī)會(huì)會(huì)的大大小，，好像像帶負(fù)負(fù)電荷荷的云云霧籠籠罩在在原子子核周周圍，，人們們形象象的稱稱為電電子云云。電子云云注意：：A.小小黑點(diǎn)點(diǎn)的含含義B.小小黑點(diǎn)點(diǎn)疏密密的含含義C.H原子子電子子云的的形狀狀電子云云：描描述核核外電電子運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征的的圖象象。電子云云中的的小黑黑點(diǎn)：：并不是是表示示原子子核外外的一一個(gè)電電子,而是是表示示電子子在此空空間出出現(xiàn)的的機(jī)率率。電子云云密度大大的地方方說明明電子出出現(xiàn)的的機(jī)會(huì)會(huì)多，而電電子云云密度小小的地方方說明明電子出出現(xiàn)的的機(jī)會(huì)會(huì)少。人們按按照?qǐng)D圖示的的方法法制作作電子子云的的輪廓廓圖常把電電子出出現(xiàn)的的概率率約為為90%的空空間圈圈出來來關(guān)于電電子在在核外外的運(yùn)運(yùn)動(dòng)，，你已經(jīng)經(jīng)知道道哪些些規(guī)律律？？回顧顧二、原原子子核外外電子子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征電子云·能量越越高。。離核越越遠(yuǎn)；；分層運(yùn)運(yùn)動(dòng)（（排布布）；；QPONMLK7654321核外電電子的的排布布電子層層：KLMNOPQ離核遠(yuǎn)遠(yuǎn)近：：近遠(yuǎn)遠(yuǎn)能量高高低：：低高高1234567KLMNOPQ分層排排布核外電電子排布規(guī)規(guī)律：：（1））能量量最低低原理理：電子先先排布布在能能量較較低的的軌道道上。。（2）每層≤≤2n2個(gè)。最外層層≤8個(gè)（（K層層時(shí)≤2個(gè)）），如如果最最外層層為8個(gè)（（K層層為2個(gè)））就達(dá)達(dá)到了了飽和和穩(wěn)定定結(jié)構(gòu)構(gòu)。次外層層≤18個(gè)個(gè)，倒倒數(shù)第第三層層≤32（2））各層層最多多容納納2n2個(gè)電子子（3））最外外層不不超過過8個(gè)個(gè)（K層2個(gè)））（4））次外外層不不超過過18個(gè)，，倒數(shù)數(shù)第三層不不超過過32個(gè)。。相互制制約，，相互互聯(lián)系系排布規(guī)規(guī)律（（一低四四不超超）（1））能量量最低低原理理原子結(jié)結(jié)構(gòu)示示意圖圖：鎂原子子（Mg)原子核核質(zhì)子數(shù)數(shù)電子層層該層上上的電電子數(shù)數(shù)第一層層倒倒數(shù)第第一層層最最外外層次次外層層電子層層數(shù)為為_______層層。核電荷荷數(shù)為為1~18的的元素素的原原子結(jié)結(jié)構(gòu)示示意圖圖金屬元元素非金屬屬元素素稀有氣氣體元元素最外層層電子子數(shù)一般少少于4個(gè)最外層層電子子數(shù)一般多多于4個(gè)最外層層電子子數(shù)已達(dá)到到最多多（2個(gè)或8個(gè)））（1））電子子分層層排布布的依依據(jù)是是什么么？（2））在多多電子子原子子中，，每一一層上上的電電子能能量一一樣嗎嗎？運(yùn)運(yùn)動(dòng)區(qū)區(qū)域的的形狀狀一樣樣嗎？？（3））為什什么每每個(gè)電電子層層所能能容納納的電電子數(shù)數(shù)最多多為2n2（n為為電子子層數(shù)數(shù)）？？？疑問問（一））電子子層（（又稱稱能層層）：分層層依據(jù)據(jù)：能能量的的較大大差別別；電子運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的主要要區(qū)域域或離離核遠(yuǎn)遠(yuǎn)近的的不同同。二、原原子子核外外電子子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征電子層序數(shù)（n）1234567符號(hào)KLMNOPQ

離核越來越遠(yuǎn)，能量越來越高同一電電子層層內(nèi)，，電子子能量量也并并非完完全相相同。。（二））原子子軌道道———電子子亞層層量子力力學(xué)研研究表表明，，處于于同一一電子子層的的原子子核外外電子子，也也可以以在不不同類類型的的原子軌軌道上運(yùn)動(dòng)動(dòng)。軌道的的類型不不同，軌道的的形狀也也不同同。用s、p、d、f分別表表示不不同形形狀的的軌道道。（二））原子子軌道道：指量子子力學(xué)學(xué)描述述電子子在原原子核核外空空間運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的主要要區(qū)域域。1、原原子軌軌道類類型（（又叫叫能級(jí)級(jí)）：軌道類類型不不同，，軌道道的形形狀也也不同同。用用s，，p，，d，，f表表示不不同形形狀的的軌道道。同一電電子層層的電電子能能量不不一定定相同同，處在同同一電電子層層的原原子核核外電電子，，也可以以在不不同類類型的的原子軌軌道上運(yùn)動(dòng)動(dòng)二、原原子子核外外電子子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征原子軌軌道形形狀----電電子云云輪廓廓圖二、原原子核核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)特征征s軌道道----呈呈球形形p軌道道：紡錘形d原子軌軌道d原子子軌道道是花花瓣形形的；；f軌軌道形形狀更更復(fù)雜雜。二、原原子子核外外電子子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)特特征原子軌軌道的的表示示方法法：第四電電子層層：有有四種種形狀狀，決決定有有四種種類型型軌道道。記記作作4s，4p，，4d，4f第第五五電子子層：：有五五種形形狀，，決定定有五五種類類型軌軌道。。表示為為ns，np，，nd，nf等等。第一電電子層層：只只一種種形狀狀———球形形對(duì)稱稱，只只一種種類型型軌道道，用s表表示，，叫s軌道道，記記作1s。。第二電電子層層：有有二種種形狀狀，所所以有有二種種類型型軌道道。分分別是是：球球形形，記記作2s；；紡錘錘形，，用p表示示，叫叫p軌軌道，，記作作2p。第三電電子層層：有有三種種形狀狀，決決定有有三種種類型型軌道道。記記作3s，，3p，3d。。原子軌軌道種種類數(shù)數(shù)與電電子層層序數(shù)數(shù)相等等，即即n層層有n種軌軌道。。（三））軌道道的伸伸展方方向：：p軌道道在空空間有有x、、y、、z3個(gè)伸伸展方方向，，所以p軌道道含3個(gè)軌道道，可可容納納6個(gè)電子子分別記記作：：px、py、、pz。s軌道道是球球形對(duì)對(duì)稱的的，只只有1個(gè)軌道道，可可容納納2個(gè)電子子。d軌道有5個(gè)伸展方方向，有5個(gè)軌道，可可容納10個(gè)電子；f軌道有7個(gè)伸展方方向，有7個(gè)軌道，可可容納14個(gè)電子。形狀相同的的原子軌道道在原子核核外空間還還有不同的的伸展方向向。n1234電子層第一第二第三第四原子軌道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2、原子軌軌道的表示示方法（ns，np，nd，，nf等））原子軌道種種類數(shù)與電電子層序數(shù)數(shù)相等，即即n層有n種軌道。。專題2原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征電子層原子軌道類型原子軌道類型數(shù)目可容納的電子數(shù)目11s22s，2p33s，3p，3d44s，4p，4d，4fn—12489181632n22n2總結(jié)：各電子層包包含的原子子軌道數(shù)目目和可容納納的電子數(shù)數(shù)各原子軌道道的能量高高低：③電子層和形形狀相同的的原子軌道道的能量相相等，如2px、2py、2pz軌道的能量量相等。①相同電子層層上原子軌軌道能量的的高低：ns<np<nd<nf②形狀相同的的原子軌道道能量的高高低：1s<2s<3s<4s……多電子原子子中，電子子填充原子子軌道時(shí)，，原子軌道道能量的高高低存在如如下規(guī)律：：2px＝2py＝2pz3、有下列列四種軌道道：①2s、②2p、③3p、④4d，其中能能量最高的的是（））A.2sB.2pC.3pD.4dD4、用“＞＞”“＜””或“＝””表示下列列各組多電電子原子的的原子軌道道能量的高高低⑴3s3p⑵⑵2px2py⑶3s3d⑷4s3p＜＝＜＞5、比較下下列多電子子原子的原原子軌道能能量的高低低⑴2s2p4s⑵3s3p4p2s＜2p＜4s3s＜＜3p＜＜4p（4））電電子子自自旋旋：：原子子核核外外電電子子還還有有一一種種稱稱為為““自旋旋”的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)。。原原子子核核外外電電子子的的自自旋旋可可以以有有兩兩種種不不同同的的狀狀態(tài)態(tài)，，通通常常人人們們用用向向上上箭箭頭頭““↑”和和向向下下箭箭頭頭““↓”來來表表示示這這兩兩種種不不同同的的自自旋旋狀狀態(tài)態(tài)。。當(dāng)當(dāng)然然，，““電電子子自自旋旋””并并非非真真像像地地球球繞繞軸軸自自旋旋一一樣樣，，它它只只是是代代表表電電子子的的兩兩種種不不同同狀狀態(tài)態(tài)。。處于于同同一一電電子子層層的的原原子子核核外外電電子子,也也可可以以在在不不同同類類型型的的上運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng),不同同，，的形形狀狀也也不不同同。。S軌軌道道是是對(duì)稱稱的的,所所以以S軌軌道道個(gè)軌軌道道；；P軌軌道道在在空空間間有有個(gè)伸伸展展方方向向,所所以以P軌軌道道包包括括個(gè)軌軌道道；；d軌軌道道有有個(gè)軌軌道道、、f軌軌道道有有個(gè)軌軌道道。。每每一一個(gè)個(gè)原原子子軌軌道道上上只只能能有有個(gè)自自旋旋狀狀態(tài)態(tài)不不同同的的核核外外電電子子。。原子子軌軌道道軌道道類類型型軌道道球形形1x、、y、、zpx、py、pz3572填空空：：（1））電電子子分分層層排排布布的的依依據(jù)據(jù)是是什什么么？？（2））在在多多電電子子原原子子中中，，每每一一層層上上的的電電子子能能量量一一樣樣嗎嗎？？運(yùn)動(dòng)動(dòng)區(qū)區(qū)域域的的形形狀狀一一樣樣嗎嗎？？（3））為為什什么么每每個(gè)個(gè)電電子子層層所所能能容容納納的的電電子子數(shù)數(shù)最最多多為為2n2（n為為電電子子層層數(shù)數(shù)））？？現(xiàn)在在你你知知道道了了嗎嗎？？觀察察這這個(gè)個(gè)原原子子運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀狀態(tài)態(tài)圖圖（（剖剖面面圖圖）），，該原原子子核核外外有有幾幾個(gè)個(gè)電電子子層層？？動(dòng)動(dòng)腦腦1、下下列軌軌道含含有軌軌道數(shù)數(shù)目為為3的的是A、1sB、2pC、、3pD、4d3、第第三電電子層層含有有的軌軌道數(shù)數(shù)為A、3B、5C、7D、、9動(dòng)動(dòng)腦腦2、3d軌軌道中中最多多容納納電子子數(shù)為為A、2B、10C、、14D、、184.第第二電電子層層最多多含有有的電電子數(shù)數(shù)是A、2B、4C、8D、10√√√√√C、同同是s軌道道，在在不同同的能能層中中所能能容納納的最最多電電子數(shù)數(shù)是不不相同同的5、下下列關(guān)關(guān)于電電子層層與原原子軌軌道類類型的的說法法中不不正確確的是是()A、原原子核核外電電子的的每一一個(gè)電電子層層最多多可容容納的的電子子數(shù)為為2n2B、任任一電電子層層的原原子軌軌道總總是從從s軌軌道開開始，，而且且原子子軌道道類型型數(shù)目目等于于該電電子層層序數(shù)數(shù)D、1個(gè)原原子軌軌道里里最多多只能能容納納2個(gè)個(gè)電子子專題2原原子核核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)特征征練習(xí)√6、下下列有有關(guān)電電子云云和原原子軌軌道的的說法法正確確的是是（））A．原原子核核外的的電子子象云云霧一一樣籠籠罩在在原子子核周周圍，，故稱稱電子子云B．s能級(jí)級(jí)的原原子軌軌道呈呈球形形，處處在該該軌道道上的的電子子只能能在球球殼內(nèi)內(nèi)運(yùn)動(dòng)動(dòng)C．p能級(jí)級(jí)的原原子軌軌道呈呈紡錘錘形，，隨著著能層層的增增加，，p能能級(jí)原原子軌軌道也也在增增多D．與與s電電子原原子軌軌道相相同，，p電電子原原子軌軌道的的平均均半徑徑隨能能層的的增大大而增增大專題2原原子核核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)特征征練習(xí)√核外電電子的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)狀態(tài)態(tài)小結(jié)：：電子層n原子軌道或電子云形狀原子軌道或電子云在空間的伸展方向電子的自旋狀態(tài)（或自旋方向）描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的參數(shù)電子層層KLMNOP1s2s2p3s3p3d