2.原子中的电子
原子结构知识：原子结构中电子自旋和核自旋
原子结构知识：原子结构中电子自旋和核自旋1.引言原子结构是指原子内部的组成和排列方式，包括核子和电子的结构。
在原子结构中，电子自旋和核自旋是两个重要的概念，它们对于原子的性质和行为起着重要作用。
2.电子自旋电子是原子中最轻的带电粒子，它的自旋是电子最重要的特性之一。
电子自旋是指电子围绕自身轴心旋转的现象，它的大小和方向可以用自旋量子数来描述。
根据量子力学理论，电子自旋量子数可以取两个值，分别为+1/2和-1/2。
这意味着电子自旋可以分为两种状态，即自旋向上和自旋向下。
3.核自旋与电子自旋类似，核自旋也是原子结构中非常重要的一个概念。
核自旋是指原子核内部核子（质子和中子）围绕自身轴心旋转的现象。
核子的自旋量子数也可以取两个值，分别为+1/2和-1/2。
不同于电子自旋，核自旋的大小和方向会受到核外电子的屏蔽效应的影响。
这意味着核自旋的取值范围和性质会受到核外电子的影响而发生改变。
4.电子自旋和核自旋的相互作用在原子结构中，电子自旋和核自旋之间存在着相互作用。
这种相互作用会对原子的性质和行为产生影响。
在原子内部，电子与核子之间会发生自旋-轨道耦合，这是因为电子不仅有自旋运动，还有轨道运动。
这种耦合会导致电子的自旋和轨道运动不再是完全独立的，而是相互影响的。
另外，电子自旋和核自旋之间还会发生磁相互作用，这种相互作用会导致原子具有磁性。
5.电子自旋和核自旋在原子物理中的应用电子自旋和核自旋在原子物理中具有广泛的应用。
其中，最重要的应用之一是核磁共振(NMR)技术。
核磁共振是利用原子核的自旋性质来获取物质结构和性质的一种分析方法。
通过NMR技术，可以研究原子核自旋和化学环境之间的相互作用，从而获取大量化学信息。
此外，电子自旋和核自旋还在磁共振成像(MRI)领域得到广泛应用，用于医学诊断和研究。
6.结论电子自旋和核自旋是原子结构中重要的概念，它们对于原子的性质和行为具有重要影响。
在原子内部，电子自旋和核自旋之间存在相互作用，这种相互作用会引发许多重要的物理现象。
3.原子的构成(二)--电子— 离子
（3）表示：
如：H+ 、 Ca2+、Mg2+
、
Al3+ 、S2-、Cl-、
阳离子：H+（氢离子） 、 Ca2+（钙离子）、
Mg2+（镁离子）、Al3+（铝离子）、NH4+
常 见
(铵根离子)、Na+(钠离子)、 Ag+(银离子)、
Cu2+(铜离子) 、Fe3+(铁离子) K+(钾离子)、 Ca2+(钙离子) 阴离子: O2- （氧离子） 、F- （氟离子） 、
分子
分解
构成
原子
得失
电子
离子
5.元素周期表 7个横行 18个纵行 周期 族 电子层数相同 最外层电子数相等
14 Si 硅 28.09
质子数= 原子序数
元素符号 元素名称
相对原子质量
反馈练习 看图回答问题：
原子种类 氢 碳 氧 钠 铁 核电荷数 1 6 原子核 质子数 中子数 1 0 6 6 8 8 12 11 26 30 电子数 1 6
去 两 个 电 子
O 氧 +8 原子
得 到 两 个 电 子
2 6
Mg2+ 镁离子
+12 2 8
O2氧离子
+8
2
8
提示：原子的最外层电子数 等于 8 的时候，最稳定
Mg2+ O2-
离子符号表示的意义 ：
3个 铝离 子
3Al
3+
每个铝离子 带三个单位 正电荷
铝离子或 一个铝离 子
离子符号表示的意义 ：
2Mg2+
表示每个镁离子带两个单位正 电荷
电子云图像
電子雲
♦ 由于原子内电子的运动以电子在空间出现的机 率表示，图形上以点状的密疏表示电子在核外 空间中出现机率的高低，此点状图称为电子云 图，如下图1s电子云图：
1s电子云图
2
原子軌域的大小
♦ 理论上，原子内的电子活动空间可以延伸至无 限远，因此无法定义原子轨域的大小。实际上 ，较广为接受的原子轨域大小的定义是由原子 核往外延伸至电子总出现机率为90%的空间范 围。
♦ 原子轨域主壳层n值愈大，能量愈高，其电子 在核外空间的主要活动范围离原子核愈远。
10
原子轨域的副壳层
♦ n主壳层又分为n个副壳层，副壳层依序以s、 p、d、f、…等符号表示。
♦ n = 1的主壳层，只有一种副壳层，以1s表示 ，又称为1s原子轨域，简称1s轨域。
♦ n = 2的主壳层则有二种副壳层，以2s及2p表 示，又称为2s及2p轨域。
♦ 包立不相容原則比較簡單的定義為，每一個原 子軌域最多只能容納兩個自轉方向相反的電子 。
♦ 填入兩個電子的軌域，淨電子自轉磁量為0，此 為自然法則。
28
一個軌域能填入三個電子？
♦ 當然不行，因為違反自然法則，理由如下： 1. 電子自轉只有順時針及反時針方向兩種，沒 有其他可能的自轉方式。 2. 電子自轉方向相反才能配對於同一軌域，配 對電子淨磁量為0。 [此現象可以兩塊長條磁鐵為例說明，兩塊長 條磁鐵需相反極才能互相吸引配對。]
♦ 有些教材定义电子总出现机率95%的空间范围 为原子轨域大小，而电子总出现机率95%的空 间范围则大于90%的空间范围。
3
氫原子1s軌域
♦ 氢原子的所有轨域均可以数学函数表示，这些 数学函数称为氢原子轨域波函数。
氢原子1s轨域波函数 Ψ1s
原子原子核分子离子质子中子电子
原子分子离子质子电子的区别原子由原子核和在原子核和带负电的电子组成。
（原子核一般由带正电荷的质子和不带电的中子构成.)量子是一个比较宽泛的概念~应该是指量子力学中研究的各种粒子，包括质子,中子，电子……粒子也是比较宽泛的概~泛指各种微粒。
离子是带电微粒~因为量子，粒子范围太大，没法比较.能确定大小的最小的是电子吧~1、分子是保持物质化学性质的最小粒子（原子、离子也能保持物质的化学性质)。
原子是化学变化中的最小粒子。
例如:保持氯气化学性质的最小粒子是D(氯分子）（A、Cl B、Cl—C、2Cl D、Cl2）。
保持CO2化学性质的最小粒子是CO2分子；保持水银的化学性质的最小粒子是汞原子。
在电解水这一变化中的最小粒子是氢原子和氧原子.原子中：核电荷数（带正电）=质子数=核外电子数相对原子质量=质子数+中子数原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，构成原子的三种粒子是:质子（正电）、中子（不带电）、电子（带负电）。
一切原子都有质子、中子和电子吗？(错！一般的氢原子无中子）。
某原子的相对原子质量=某原子的质量/C原子质量的1/12。
相对原子质量的单位是“1”，它是一个比值。
相对分子质量的单位是“1”。
由于原子核所带电量和核外电子的电量相等,电性相反，因此整个原子不显电性（即电中性）。
2、①由同种元素组成的纯净物叫单质（由一种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物,但一定不可能是化合物。
)②由一种分子构成的物质一定是纯净物，纯净物不一定是由一种分子构成的。
③由不同种元素组成的纯净物一定是化合物；由不同种元素组成的物质不一定是化合物，但化合物一定是由不同种元素组成的.纯净物与混合物的区别是物质的种类不同。
单质和化合物的区别是元素的种类不同。
④由两种元素组成的，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物。
氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。
⑤元素符号的意义:表示一种元素，表示这种元素的一个原子。
原子的电子层排布
原子的电子层排布
电子的排布规律
1、电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布。
2、每层最多容纳的电子数为2n²个(n代表电子层数)。
3、最外层电子数不超过8个(第一层不超过2个)，次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。
4、电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，第二层排满后，再排第三层。
电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”。
它是1926年奥地利学者薛定谔在德布罗伊关系式的基础上，对电子的运动做了适当的数学处理，提出了二阶偏微分的的著名的薛定谔方程式。
这个方程式的解，如果用三维坐标以图形表示的话，就是电子云。
电的速度虽然很快，仅次于光速，但是在没有形成电路之前，一个电子走完1米长的导线大约要1小时长，比蜗牛还慢！
核外电子的分层排布规律：
1、第一层不超过2个，第二层不超过8个；
2、最外层不超过8个。
每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数)，即第一层不超过2个，第二层不超过8个，第三层不超过18个；
3、最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时，最多可容纳2个电子)。
4、最低能量原理：电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
5、泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
6、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，且自旋状态相同。
无机化学复习题(第一学期)
一.是非题1.电子在原子核外运动的能量越高,它与原子核的距离就越远.任何时候,1s电子总比2s电子更靠近原子核, 因为E2s > E1s2.原子中某电子的各种波函数,代表了该电子可能存在的各种运动状态,每一种状态可视为一个轨道3.氢原子中,2s与2p轨道是简并轨道,其简并度为4;在钪原子中,2s与2p 轨道不是简并轨道, 2p x,2p y,2p z为简并轨道,简并度为34.从原子轨道能级图上可知,任何原子在相同主量子数的轨道上,能量高低的顺序总是f > d > p > s;在不同主量子数的轨道上,总是(n-1)p > (n-2)f > (n-1)d > ns5.在元素周期表中, 每一周期的元素个数正好等于该周期元素最外电子层轨道可以容纳的电子个数6.所有非金属元素(H,He除外)都在p区,但p区所有元素并非都是非金属元素7.就热效应而言,电离能一定是吸热的,电子亲和能一定是放热的8.铬原子的电子排布为Cr[Ar]4s13d5,由此得出: 洪特规则在与能量最低原理出现矛盾时,首先应服从洪特规则9.s区元素原子丢失最外层的s电子得到相应的离子,d区元素的原子丢失处于最高能级的d 电子而得到相应的离子10.在原子核里因质子数和中子数不同,就组成了不同的核素;同样在原子核里因质子数和中子数不等,就构成了同位素.可见,核素也就是同位素11 包含配离子的配合物都易溶于水，例如K3[Fe(CN)6]和[Co(NH3)6]Cl3就是这样。
这是它们与一般离子化合物的显著区别12 多核配合物中，中心原子与中心原子总是经过某一或某些配位原子作为桥基联结起来的13 配位原子与中心原子之间的化学键也有可能是多重键14 价键理论认为, 只有中心原子空的价轨道与具有孤对电子的配位原子原子轨道重叠时才能形成配位键15 在Pt(NH3)4Cl4中，铂为+4价，配位数为616 [Pt(NH3)2(OH)2Cl2]配合物有5种几何异构体17两原子间可以形成多重键，但两个以上的原子间不可能形成多重键。
鲁教版九年级化学上册第二章第三节 原子中的电子
原子结构与元素性质的关系
元素的分类 最外层电子 得失电子趋 化学性质
数
势
结论
金属元素
一般小 于4
非金属元素 一般大于
等于4
（氢为1)
稀有气体元
素
等于8
（氦等于
2）
易失去 电子
易得到
易发生 化学反 应(活泼)
元素的化 学性质与 原子最外 层电子数 关系密切
电子
离子
+11 2 8 1
钠原子Na
+11 2 8
钠离子Na+
+17 2 8 7
氯原子Cl
+17 2 8 8
氯离子Cl-
NaCl
离子的表示方法和意义！
失去2个电 子
• 在元素符号右上角写上离 子所带电荷数及所带电荷 的正负。例如Mg2+、S2-。
Mg
Mg2+ 原子得失电子形成离子，
该过程核内质子数不变，
Ca2+ _1_个_钙_离__子_带_2_个_单_位_正_电__荷___________
思 考 想一想 议一议
1. 构成物质的粒子有哪些？ 2.Na变成Na＋有哪些主要变化?Cl变成Cl-呢?
分 子 原 子 离子
相同点 都是构成物质的微粒;小;不断运动;三有
知根 本 区别
识表 示 比方 法 较构 成
原子核外的电子排布
原子中的电子 【思考】电子在核外的空间里是怎么运动的呢? 核外电子的分层排布
排布特点：电子在 核外是按照能量由 低→高，由里→外 分层排布的
原子结构排列规律
• 电子是在电子层上分层排布的
• 电子层从里到外离核距离由近到远，能 量由低到高
了解原子结构质子中子和电子
了解原子结构质子中子和电子原子是物质的基本单位，由质子、中子和电子组成。
了解原子结构的概念和特点，有助于我们进一步探索物质的本质和性质。
一、质子质子是原子核中的一种基本粒子，通常用符号p表示。
它具有正电荷，电荷数目为+1。
质子的质量约为1.6726×10^-27千克，属于相对较重的粒子。
二、中子中子也是原子核中的一种基本粒子，通常用符号n表示。
中子是电中性的，没有电荷。
它的质量约为1.6749×10^-27千克，与质子的质量相近。
三、电子电子是原子中最轻的基本粒子，具有负电荷。
电子的符号为e^-，电荷数目为-1。
相较于质子和中子，电子的质量非常小，约为9.1094×10^-31千克。
四、原子结构原子由核和核外电子构成。
核是由质子和中子组成，质子和中子凝聚在一起形成原子的中心部分。
质子和中子在核内紧密排列，其中质子带正电荷，中子没有电荷。
核的直径约为10^-15米，相对来说非常小。
电子则以轨道的形式围绕核运动。
电子云是电子在空间中的分布情况，虽然被称为“云”，但实际上电子云并非均匀分布，而是在特定的能级上呈现出不同的概率密度分布。
这些特定的能级称为能壳层。
五、质子、中子和电子的数量在一个中性原子中，质子的数量等于电子的数量。
这是因为质子的正电荷抵消了电子的负电荷，使整个原子处于中性状态。
中子的数量可以不同，同一种元素的不同同位素就是依据中子的数目来区分的。
六、原子序数和质量数原子序数是指一个原子核中质子的数量，通常用符号Z表示。
原子序数决定了元素的种类。
例如，氢原子的原子序数为1，氧原子的原子序数为8。
质量数是指一个原子核中质子和中子的总数，通常用符号A表示。
质量数决定了同位素的种类。
例如，氢原子的质量数为1，氧原子的质量数可以是16（同位素^16O）或18（同位素^18O）。
七、人类认识原子结构的发展历程人类对原子结构的认识是由古希腊的哲学家德谟克利特首先提出的。
他认为物质不是无限可分的，而是由不可再分的原子构成。
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复习回顾：
核外电子的排布规则： 原子的第一层最多排2个 电子，第二层最多排8个 电子，最外层电子数最 多不超过8个。
+11 2 9
+11 2 7 2
当堂训练写在纸上（时间：6分钟） 不用抄题只写答案
• 1、通常把电子离核远近不同的区域运动称为
_________。 • 2、质子数等于___等于___等于___。 • 3、由原子直接构成的物质是___、____。 • 4、写出质子数为1~20的所有原子名称 • 5、画出质子数为2、10、18三种原子的原子结 构示意图。
+10 28
氖 Ne
+11 281 +12 282 +13 283
+14 284 +15 285 +16 286 +17 287 +18 288
稀有气体的原子最外层电子数一般等于8个
磷 P
氯 Cl
氩 Ar
准确记忆与规范表达
• 看完课本第53页《多识一点》后，用自己
的语言准确地表达 • 小组交流 • 情景设置：当易失电子的原子和易得电子 的原子在化学反应中相遇时，是否会结合 成新物质？
=+1 + =-2 S2符号 符号 K 是离子带负 是离子带正 电是阴离子 电是阳离子 =0 符号 Ar 是原子不 带电
练习课本P54 第2题
10
阳离子 9
根据右边的结构图回答： 如果该图表示的是原子，X值为___， 10 该原子的符号是____。 Ne 如果该图表示的是带两个单位正电 12 荷的阳离子，X值为___，符号是 Mg2+ ____。 如果该图表示的是带两个单位负电 8 荷的阴离子，X值为___，符号是___。 O2点评：求离子的质子数可采用代入计算法也可以 采用还原成原子的方法。
简记为：得失电子，阴阳离子。 离子的电荷数标注在元素符号的右上角 （先写数字后写+ 或 - 号） 1 省略不写。
氯化钠是食用盐的主要成分
• 化学符号 NaCl • 它是由离子（带电的原子）构成的
【基础练习】 判断是原子，还是阴、阳离子？
+16
28 8
+19
28 8
ห้องสมุดไป่ตู้
+18
28 8
+16+(-2-8-8) +19+(-2-8-8) +18+(-2-8-8)
+11
2 81
Na
+11
7 8 2 +17 Cl
28
Na+
8 8 2 +17
Na+
Cl-
Cl-
钠原子失去1个电子，质子数大于 电子数，形成带1个单位正电荷的 钠离子。 Na+
氯原子得到1个电子，质子数小于 电子数，形成带2个单位负电荷的 氯离子。 Cl-
阴离子：带负电荷的离子叫做阴离子。 Cl阳离子： 带正电荷的离子叫做阳离子。 Na+
在化学变化中，原子是否容易得失电子，与其最外层电子 【思考】分析下列原子核外电子排布有什么特点？ 数密切相关。 金属原子的最外层电子数一般少于4个
非金属原子的最外层电子数一般等于或大于4个
+3 21 锂 Li 钠 Na +4 22 铍 Be 镁 Mg +5 23 硼 B 铝 Al +6 24 碳 C 硅 Si +7 25 氮 N +8 26 氧 O 硫 S +9 27 氟 F
【小知识】物质都有趋向于稳定状态的特点 （如：水往低处流；树上的苹果往下掉）。 原子也不例外，也有趋向于稳定结构的特 点。那么，什么样的结构才是原子的稳定 结构呢？
氦(He)
氖(Ne)
氩(Ar)
【稳定结构】像稀有气体原子这样的结构叫8电子稳 定结构。 若只有一个电子层，则2电子也是稳 定结构（如： He）。
离子符号的含义
3个 铝离 子
每个铝离子 带三个单位 正电荷
3Al
3+
铝元素或一 个铝原子
铝离子或一 个铝离子
作业同步训练33页 二 、三
同步训练35页6~11， 36页14
配套练习册79页3.5.6.7.8 80页81页 阅读配套练习册82页《再识原子》完成83页
思考题 预习 三、原子质量的计量
名称、结构、符号的识记
将课本61页各种原子的名称、结构、符号统一 起来，进行学习（自主进行）力争实现说出一 个原子名称来就能写出它的符号、写出一个符 号来就能想到它的名称和原子结构。 注意： Li Al Cl 的写法与平时英文书写 的区别 思考：什么样的结构被认为是稳定结构？ 小组合作、完成目标 时间：3分钟
二、原子中的电子
上节课我们学习了，原子可以直接构成物质 原子中的电子是原子中，质量最轻的一种 小 粒子。在多电子原子中，电子按照能量的高低 在离核远近不同的区域运动。 用原子结构示意图可以描述一个原子的结构 要求同学们背过质子数为1~20的原子名称也就 是原子序数为1~20号的原子，并能画出它们 的原子结构示意图。