原子結構及原子核外電子的運動特征

物質結構與性質專題2第一單元認識原子結構及原子核外電子的運動特征

一、知識與技能1.了解人類對原子結構的認識歷史。2.了解原子核外電子的運動狀況、能級分布、原子結構構造原理、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)課的學習，進一步感受和體會科學家進行研究和認識物質的科學方法，培養(yǎng)科學的思維方式，激發(fā)學生探究未知世界的興趣和勇氣。

課標理念感悟1.道爾頓原子模型

19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體，在化學反應中保持本性不變。切塊一、原子結構的認識歷史課堂求知互動2.湯姆生原子模型

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

1911年，英國物理學家盧瑟福通過α粒子散射實驗提出帶核的原子結構模型。認為原子是由帶正電荷的原子核和帶負電核外電子構成。盧瑟福認為原子質量主要集中在原子核上，電子在原子核外空間高速運動。盧瑟福——原子之父α粒子散射實驗4.波爾原子模型

1913年，丹麥物理學家玻爾把普朗克的相關理論與盧瑟福的原子模型相結合，較好地解釋了氫原子光譜，提出新的原子結構模型。感受精神·學習方法·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

型量子力學模型1926

許多人哲學臆測人類認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論？

1道爾頓的原子學說曾經起了很大作用。他的學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和質量都相同；③原子是微小的實心球體。從現代的觀點看，你認為這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，且電荷數遠大于α粒子

C．金原子核質量遠大于α粒子針對訓練√3從原子結構模型的演變歷史中，我們可得到的啟迪是A．實驗是揭示原子結構奧秘的重要手段B．早期的化學家在研究過程不夠細致，所以沒有發(fā)現正確的原子結構模型C．玻爾原子結構模型以前的各種原子結構模型都是不正確的，對學習認識原子結構是毫無用處的D．繼承、積累、突破和革命是科學發(fā)展的形式

41998年諾貝爾化學獎授予科恩(美)和波普爾(英)，以表彰他們在理論化學領域做出的重大貢獻。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，引起整個化學領域正在經歷一場革命性的變化。下列說法正確的是

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

原子核外電子的運動特征主要內容原子軌道電

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。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的概率。

電子云——電子在核外空間一定范圍內出現的機會的大小，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最多為2n2（n為電子層數）（5）最外層電子數不超過8個（K為最外層時不超過2個），次外層不超過18個，倒數第三層不超過32個復習回顧:電子在電子層上排布規(guī)則1．關于“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出現機會的多少D鞏固練習2．下面關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：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。原子軌道的相關概念電子層序數（n）1234567符號KLMNOPQ

離核越來越遠，能量越來越高復習回顧（二）原子軌道：

指量子力學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。新知識學習（電子亞層、能級的具體表現）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）原子軌道種類數與電子層序數相等，即n層有n種軌道。練習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，伸展方向決定該種類型軌道的個數。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1．下列軌道含有軌道數目為3的是A．

1s

B．

2p

C．

3p

D．

4d

3．第三電子層含有的軌道數為

A．

3

B．

5C．

7D．

92．

3d軌道中最多容納電子數為A．

2

B．

10C．

14D．

184．第二電子層最多含有的電子數是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是不相同的5．下列關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目等于該電子層序數D．1個原子軌道里最多只能容納2個電子練習√6．下列有關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√

核外電子的運動狀態(tài)小結：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、