專題一單元原子核外電子運(yùn)動(dòng)

一、人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)1．原子的構(gòu)成

構(gòu)成原子的基本微粒有

、

和

，原子呈中性的原因是核內(nèi)質(zhì)子所帶正電荷數(shù)與核外電子所帶負(fù)電荷數(shù)相等。質(zhì)子中子電子2．原子結(jié)構(gòu)的有核模型1911年，英國(guó)物理學(xué)家

通過

實(shí)驗(yàn)提出。盧瑟福認(rèn)為原子的質(zhì)量主要集中在

上，電子在

空間做高速運(yùn)動(dòng)。盧瑟福α粒子的散射原子核原子核外3．玻爾原子結(jié)構(gòu)模型1913年，丹麥物理學(xué)家

研究了

后提出。(1)原子核外電子在一系列

上運(yùn)動(dòng)，既不

，也不

；(2)不同的原子軌道具有不同的能量，原子軌道的能量變化是不連續(xù)的；(3)原子核外電子可以在能量不同的軌道上發(fā)生躍遷。玻爾氫原子光譜穩(wěn)定的軌道放出能量吸收能量4．電子云模型科學(xué)家采用統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)描述電子在核外某一區(qū)域出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)是有規(guī)律的。如氫原子的核外電子，當(dāng)處于能量最低狀態(tài)時(shí)(簡(jiǎn)稱基態(tài))，電子主要在

的球形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)區(qū)域距離核近，電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)

；運(yùn)動(dòng)區(qū)域距離核遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)

。原子核周圍大小二、原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征1．電子層多電子原子的核外電子的能量

，人們根據(jù)差異和

的不同，可將核外電子分成不同的

。原子中由里向外的電子層數(shù)n可依次取1、2、3、4、5等正整數(shù)，對(duì)應(yīng)的電子層符號(hào)分別為

等。不同電子能量主要運(yùn)動(dòng)區(qū)域電子層K、L、M、N、O2．原子軌道(1)概念：指量子力學(xué)描述電子在原子核外空間運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域。(2)分類：處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運(yùn)動(dòng)。s軌道呈

，只有

個(gè)軌道；p軌道呈

，包括

3個(gè)軌道；d軌道包括

個(gè)軌道；f軌道包括

個(gè)軌道。球形1紡錘形cpx、py、pz

75(3)電子填充規(guī)律：多電子原子中，電子填充原子軌道時(shí)，按照能量

的順序填充。原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律：①處于相同電子層的原子軌道能量的高低：

。②形狀相同的原子軌道能量的高低：

。③電子層和形狀相同的原子軌道的能量相等，如

(其他合理均可)軌道的能量相等。由低到ns<np<nd<nf1s<2s<3s<4s……2px、2py、2pz高(4)自旋運(yùn)動(dòng)：原子核外電子有兩種“自旋”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通常用

和

表示?！?、原子核外電子的排布1．能量最低原理原子核外電子先占據(jù)

的軌道，然后依次進(jìn)入

的軌道，這樣使整個(gè)原子處于

的能量狀態(tài)。2．泡利不相容原理一個(gè)原子軌道上最多容納

個(gè)電子，且自旋方向

。能量低能量較高最低相反兩3．洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在

的

軌道時(shí)，總是優(yōu)先

，而且自旋方向

。4．基態(tài)原子核外電子排布的軌道順序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d……。能量相同不同分占不同軌道相同5．描述方式(1)電子排布式：氧原子的電子排布式1s22s22p4。(2)軌道表示式：氧原子的軌道表示式↑↓↑↓↑↓↑↑2p2s1s。答案：(2)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1↑↓↑↓↑↑2p2s1s(3)1．填空題(1)鈉原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖__________________。(2)鉀原子的電子排布式______________________。(3)碳原子的軌道表示式______________________。3．連線題：將下列電子排布式與相應(yīng)元素連接起來(lái)。A．1s22s22p63s1

①M(fèi)gB．1s22s22p63s23p63d64s2 ②BrC．[Ne]3s2

③NaD．[Ar]3d104s24p5

④Fe答案：A—③，B—④，C—①，D—②4．某元素原子序數(shù)為33，請(qǐng)回答：(1)此元素原子的質(zhì)子總數(shù)是________，有________個(gè)電子。(2)有________個(gè)電子層，______個(gè)原子軌道。(3)它的電子排布式為________________________，軌道表示式為____________________________。3d↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓4s↑↑↑4p答案：(1)33

33

(2)4

18(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3[Ar]1．電子層與原子軌道類型的關(guān)系第n電子層中有n種類型原子軌道，如K層有s軌道，L層有s、p軌道，M層有s、p、d軌道。2．各原子軌道類型與原子軌道數(shù)的關(guān)系s、p、d、f軌道分別有1、3、5、7個(gè)軌道。3．電子層、原子軌道、電子數(shù)關(guān)系電子層一二三四…符號(hào)KLMN…原子軌道1s2s2p3s3p3d4s4p4d…最多電子數(shù)22

62610261014…4．各原子軌道能量高低1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p……，原子軌道能量高低即為核外電子排布軌道順序。[例1]下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是(

)A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云B．s軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)C．p軌道呈紡錘形，隨著電子層的增加，p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電子層的增大而增大[答案]

D1．能量最低原理原子核外電子總是優(yōu)先占有能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量高的軌道，這樣使整個(gè)原子處于能量最低的狀態(tài)。2．泡利原理每個(gè)原子軌道上最多只能容納兩個(gè)自旋方向相反的電子。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為?！?s↑↑2s3．洪特規(guī)則(1)基態(tài)原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的原子軌道，且自旋狀態(tài)相同，這樣整個(gè)原子的能量最低。如2p3的電子排布為