原子結(jié)構(gòu)及原子核外電子的運動特征

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)專題2第一單元認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)及原子核外電子的運動特征

一、知識與技能1.了解人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷史。2.了解原子核外電子的運動狀況、能級分布、原子結(jié)構(gòu)構(gòu)造原理、及電子能量狀況。3.掌握核外電子排布規(guī)律以及表示方法。二、過程與方法運用模型化的思想方法將抽象的概念形象化；用演繹、歸納等多種邏輯思維方法培養(yǎng)學(xué)生的分析問題解決問題的能力。三、情感、態(tài)度和價值觀通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，進一步感受和體會科學(xué)家進行研究和認(rèn)識物質(zhì)的科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，激發(fā)學(xué)生探究未知世界的興趣和勇氣。

課標(biāo)理念感悟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心球體，在化學(xué)反應(yīng)中保持本性不變。切塊一、原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歷史課堂求知互動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)家盧瑟福通過α粒子散射實驗提出帶核的原子結(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動。盧瑟?！又甫亮Ｗ由⑸鋵嶒?.波爾原子模型

1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾把普朗克的相關(guān)理論與盧瑟福的原子模型相結(jié)合，較好地解釋了氫原子光譜，提出新的原子結(jié)構(gòu)模型。感受精神·學(xué)習(xí)方法·分享知識歷史的腳步·銘記這一刻2500年前德謨克利特1803

道爾頓

實心球模型

湯姆生

葡萄干面包式1904

盧瑟福

空心球模型1911

玻爾1913

軌道模

型量子力學(xué)模型1926

許多人哲學(xué)臆測人類認(rèn)識原子的歷史是漫長的，也是無止境的……2盧瑟福從α粒子散射實驗得出了什么結(jié)論？

1道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大作用。他的學(xué)說中包含有下述論點：①原子是不能再分的微粒；②同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；③原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代的觀點看，你認(rèn)為這3個論點中，不確切的是

A．只有③B．只有①③

C．只有②③D．有①②③

A．原子中存在原子核，它占原子中極小的體積

B．原子核帶正電荷，且電荷數(shù)遠大于α粒子

C．金原子核質(zhì)量遠大于α粒子針對訓(xùn)練√3從原子結(jié)構(gòu)模型的演變歷史中，我們可得到的啟迪是A．實驗是揭示原子結(jié)構(gòu)奧秘的重要手段B．早期的化學(xué)家在研究過程不夠細致，所以沒有發(fā)現(xiàn)正確的原子結(jié)構(gòu)模型C．玻爾原子結(jié)構(gòu)模型以前的各種原子結(jié)構(gòu)模型都是不正確的，對學(xué)習(xí)認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)是毫無用處的D．繼承、積累、突破和革命是科學(xué)發(fā)展的形式

41998年諾貝爾化學(xué)獎授予科恩(美)和波普爾(英)，以表彰他們在理論化學(xué)領(lǐng)域做出的重大貢獻。他們的工作使實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)，引起整個化學(xué)領(lǐng)域正在經(jīng)歷一場革命性的變化。下列說法正確的是

A．化學(xué)不做實驗就什么都不知道B．化學(xué)不再需要實驗C．化學(xué)不再是純實驗科學(xué)D．未來化學(xué)的方向是經(jīng)驗化√√總結(jié)及啟示：人類對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識的逐漸深入，都是建立在實驗研究基礎(chǔ)上的，實驗是揭示原子結(jié)構(gòu)的重要手段。湯姆生、盧瑟福、玻爾等幾位科學(xué)家都是諾貝爾科學(xué)獎獲得者，他們勇于懷疑科學(xué)上的“定論”，不迷信權(quán)威，為科學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻。自然科學(xué)就是在不斷探索中修正錯誤而前進的。請同學(xué)們課后搜集有關(guān)幾位科學(xué)家的生平事跡以及他們研究原子結(jié)構(gòu)的過程，相互交流。切塊二

原子核外電子的運動特征主要內(nèi)容原子軌道電

子

層軌道的伸展方向電子自旋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

測位移、能量不可同時測定能量可

測軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）不可確定宏觀、微觀運動的不同1、核外電子以極高的速度、在極小的空間作不停的運轉(zhuǎn)。不遵循宏觀物體的運動規(guī)律（不能測出在某一時刻的位置、速度，即不能描畫出它的運動軌跡）。核外電子的運動的特點：

2、可用統(tǒng)計（圖示）的方法研究電子在核外出現(xiàn)的概率。

電子云——電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機會的大小，好像帶負電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。

電子云圖中小黑點的疏密表示

___________________。電子出現(xiàn)的概率大小

（1）核外電子是分層排布的（2）不同電子層上的電子能量不同，離核越近，能量越低（3）電子優(yōu)先排布在能量最低的電子層里（4）每個電子層所能容納的電子數(shù)最多為2n2（n為電子層數(shù)）（5）最外層電子數(shù)不超過8個（K為最外層時不超過2個），次外層不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個復(fù)習(xí)回顧:電子在電子層上排布規(guī)則1．關(guān)于“電子云”的描述中，正確的是（）A．一個小黑點表示一個電子B．一個小黑點代表電子在此出現(xiàn)過一次C．電子云是帶正電的云霧D．小黑點的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)機會的多少D鞏固練習(xí)2．下面關(guān)于多電子原子核外電子的運動規(guī)律的敘述正確的是（）

A．核外電子是分層運動的

B．所有電子在同一區(qū)域里運動

C．能量高的電子在離核近的區(qū)域運動

D．能量低的電子在離核近的區(qū)域運動AD（一）電子層（又稱能層）：分層依據(jù)：能量的較大差別；電子運動的主要區(qū)域或離核遠近的不同。原子軌道的相關(guān)概念電子層序數(shù)（n）1234567符號KLMNOPQ

離核越來越遠，能量越來越高復(fù)習(xí)回顧（二）原子軌道：

指量子力學(xué)描述電子在原子核外空間運動的主要區(qū)域。1、原子軌道類型（又叫能級）：

軌道類型不同，軌道的形狀也不同。

用s，p，d，f表示不同形狀的軌道。新知識學(xué)習(xí)（電子亞層、能級的具體表現(xiàn)）原子軌道形狀--電子云輪廓圖s軌道--呈球形p原子軌道是紡錘形（啞鈴形）的p原子軌道d原子軌道d原子軌道是花瓣形的；f軌道形狀更復(fù)雜。n1234電子層第一第二第三第四原子軌道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2、原子軌道的表示方法（ns，np，nd，nf等）原子軌道種類數(shù)與電子層序數(shù)相等，即n層有n種軌道。練習(xí)1.以下原子軌道的表示方法不正確的是A．

3s

B．

3p

C．

3d

D．

3f2.下列電子層不包含d軌道的是

A.N層B.M層C.L層D.K層√√√表示電子云在空間的伸展方向，與能量無關(guān)，伸展方向決定該種類型軌道的個數(shù)。p軌道在空間有x、y、z3個伸展方向，所以p軌道含3個軌道，可容納6個電子分別記作：px、py、pz。s軌道是球形對稱的，只有1個軌道，可容納2個電子。d軌道有5個伸展方向，有5個軌道，可容納10個電子；f軌道有7個伸展方向，有7個軌道，可容納14個電子。（三）軌道的伸展方向（四）電子自旋電子平行自旋：電子反向自旋：↑↑↑↓電子的自旋方式有兩種：順時自旋和逆時自旋。分別用↑↓表示。注：處在同一原子軌道中的兩個電子反向自旋的較穩(wěn)定練習(xí)1．下列軌道含有軌道數(shù)目為3的是A．

1s

B．

2p

C．

3p

D．

4d

3．第三電子層含有的軌道數(shù)為

A．

3

B．

5C．

7D．

92．

3d軌道中最多容納電子數(shù)為A．

2

B．

10C．

14D．

184．第二電子層最多含有的電子數(shù)是A．

2

B．

4

C．

8D．

10

√√√√√C．同是s軌道，在不同的能層中所能容納的最多電子數(shù)是不相同的5．下列關(guān)于電子層與原子軌道類型的說法中不正確的是A．原子核外電子的每一個電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2B．任一電子層的原子軌道總是從s軌道開始，而且原子軌道類型數(shù)目等于該電子層序數(shù)D．1個原子軌道里最多只能容納2個電子練習(xí)√6．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是A．原子核外的電子象云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動C．p能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，p能級原子軌道也在增多D．與s電子原子軌道相同，p電子原子軌道的平均半徑隨能層的增大而增大

練習(xí)√

核外電子的運動狀態(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）描述核外電子運動狀態(tài)的參數(shù)②形狀相同的原子軌道能量的高低：

1s___2s___3s___4s……；

2p___3p___4p___5p……；……

切塊三原子軌道的能量高低的判斷①相同電子層上原子軌道能量的高低：ns___np___nd___nf

。③電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等，如2Px___2Py___2Pz

﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹤﹦﹦電子層KLMNOP1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f軌道核

外

電

子

填

充

順

序

圖軌道能量順序71s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d<7p1．氫原子的3d和4s能級的能量高低是

A

3d>4s

B

3d<4s

C

3d=4sD無3d、4s軌道,無所謂能量高低練習(xí)2．比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低（1）1s、3d（2）3s、3p、3d（3）2p、3p、4p（4）3px、

3pz、

3py√1s﹤3d3s﹤3p﹤

3d2p﹤3p﹤4p3px=3pz=3py4．將下列多電子原子的原子軌道按軌道能量由高到低的順序排列為

。

1s、3d、4s、2p、5f、6d、7s、4p、