原子结构 说课稿 教案

原子结构

学习目标

1.了解原子核外电子的运动状态。

2.了解原子结构的构造原理。

3.知道原子核外电子的能级分布，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。

4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

教学内容

一、开天辟地----------原子的诞生

1．原子的诞生

2．宇宙的组成与各元素的含量

3．地球的组成元素

地球上的元素绝大多数是_______，__________(包括稀有气体)仅22种。

4．原子结构模型的演变史

古代原子学说→道尔顿原子模型（近代原子论）→汤姆生原子模型（发现电子）→卢瑟福原子模型（提出原子核）→玻尔原子模型（电子分层排布、量子力学）→电子云模型（现代原子学说）1）、公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。

2）、1803年，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。3）1904年汤姆生的葡萄干布丁模型

——正电荷像流体一样均匀分布在原子中，电子就像葡萄干一样散布在正电荷中，

它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。

4）1911年卢瑟福的核式结构模型

——在原子的中心有一个带正电的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在

它周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳一样运转。（空

心球）

5）、波尔原子模型（1913年）:电子在固定的轨道上分层运动。

6）.电子云模型：薛定谔，现代物质结构学说

二、能层与能级

1．能层

(1)定义：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层。

(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数

小结：

①任意一个能层，其能级数= 能层序数。如：第二能层有2个能级(2s和2p)

②若能层序数为n，则每一能级的轨道数目为：2n+1,

③s、p、d、f…各能级最多可容纳的电子数依次为: 1、3、5、7…的二倍

④不同能层中符号相同的能级最多容纳的电子数相同

例1(2011年天津高二检测)下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是(D) A．各能层含有的能级数等于能层序数减1

B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍

D．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7

三、构造原理与电子排布式

1．构造原理

(1)含义：

在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序是：电子先排在能较低的能

级上，然后依次排在能量较高的能级上。

思考感悟：为什么K原子的原子结构示意图不是

原因：

由于出现能级交错现象，K原子排满第一层和第二层后，在排第三层时，先排满3s能级、3p能级，最后一个电子进入4s能级而不是3d能级，所以它的原子结构示意图为后一个。

2．电子排布式

(1)

（1

（3

（532

（7

(2)

1

按轨道能量由低到高，使整个原子处于最低的能量状态。

2.泡利原理

在一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

当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同

(3)各能级的能量高低顺序

①相同能层的不同能级的能量高低顺序：ns

②不同能层的不同能级的能量高低顺序：1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p; 3d<4d

③能级交错现象：ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np （n≥4出现能级交错）

④能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。例如：2p x＝2p y＝2p z。

⑤相对稳定状态全充满：p6d10f14

半充满：p3d5f7

全空：p0d0f0

具有较低的能量和较大的稳定性，如：24Cr [Ar]3d54s129Cu [Ar]3d104s1.

(3)简化电子排布式：将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号（原子实）来表示而得到的式子。

练习：9，14，17，23号元素的简化电子排布式？

(4)价电子排布式

含义：主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即外围电子排布式，如：Al：3s23p1 (5)用电子排布图表示原子核外电子排布

如：O原子电子排布图练习：画出7，13，16号元素的电子排布图？

例2下列元素原子的电子排布式各违背了哪一规律？

(1)21Sc1s22s22p63s23p63d3 能量最低原理

(2)22Ti1s22s22p63s23p10 泡利原理

例3下列说法中正确的是(A)

A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布

B．3p2表示3p能级有两个轨道

C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小

D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

例4下列各原子或离子的电子排式错误的是（BC ）

A. Ca2+1s22s22p63s23p6

B. O2-1s22s23p4

C. Cl-1s22s22p63s23p5

D. Ar 1s22s22p63s23p6

例5比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。

(1)2s________3s(2)2s________3d (3)3p x________3p z(4)3p________3s

(5)4f________6f (6)3d________4s (7)4f________6p

答案：(1)＜(2)＜(3)＝(4)＞(5)＜(6)＞(7)<

四、能量最低原理、基态与激发态、光谱

1．能量最低原理

现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理

2．基态原子与激发态原子

例

3

(1)

(2)

(3)

(4)

五、电子云与原子轨道

1．电子云

(1)含义

电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)形状思考感悟

电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子的

多少？

【提示】不是。电子云图中的一个小黑点并不代

表一个电子，而是表示电子在此位置出现过一次，小黑点密度的大小，表示在一定时间内电子出现的概率的大小。

2．原子轨道

(1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。(电子云的轮廓图称为原子轨道)

(2)数目

n s能级各有1 个轨道，n p能级各有3 个轨道，n d能级各有5 个轨道，n f能级各有7 个轨道。

S能级的原子轨道p能级的原子轨道

p能级的原子轨道的形状是纺锤形（或称为哑铃形），其伸展方

向是互向垂直的三个伸展方向（Px、Py、Pz）。