原子核外电子的运动

一、原子结构的认识历史
1. 道尔顿原子模型
19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原 世纪初， 世纪初 子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心 球体，在化学反应中保持本性不变。 球体，在化学反应中保持本性不变。
2. 汤姆生原子模型
1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。 年 英国科学家汤姆生发现了电子。 提出了“葡萄干面包式”模型。认为原子 提出了“葡萄干面包式”模型。 是可以再分的。 是可以再分的。
针对训练：
以下列出的是一些原子的2p轨道和 轨道中 以下列出的是一些原子的 轨道和3d轨道中 轨道和 电子排布的情况。试判断， 电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利不 相容原理?哪些违反了洪特规则 哪些违反了洪特规则? 相容原理 哪些违反了洪特规则 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 违反泡利不相容原理的有 的有 。 ，违反洪特规则
启示：
人类对原子结构认识的逐渐深入， 人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在实 验研究基础上的， 验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手 段。 汤姆生、卢瑟福、 汤姆生、卢瑟福、玻尔等几位科学家都是诺贝尔 科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论” 科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论”， 不迷信权威，为科学的发展作出了重要贡献。 不迷信权威，为科学的发展作出了重要贡献。自 然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。 然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。 请同学们课后搜集有关几位科学家的生平事迹以 及他们研究原子结构的过程，相互交流并写出心 及他们研究原子结构的过程， 得体会。 得体会。
你知道吗？ 你知道吗？
1、原子是由哪些基本微粒 、 构成的？ 构成的？ 2、构成原子的各种微粒是 、 否带有电荷？ 否带有电荷？为什么原子是 电中性的？ 电中性的？ 3、构成原子的各种微粒在 、 数量上有什么规律？ 数量上有什么规律？这些微 粒的体积和质量有什么特点？ 粒的体积和质量有什么特点？
课堂求知互动
卢瑟福——原子之父 原子之父 卢瑟福
α粒子散射实验
4.波尔原子模型 波尔原子模型
1913年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的相关理 年 论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原 论与卢瑟福的原子模型相结合，较好地解释了氢原 子光谱，提出新的原子结构模型。 子光谱，提出新的原子结构模型。
5、电子云模型 、
K 8 11 13 18
核外电子的排布
L M
课堂求知互动
1、分别再用原子结构示意图、电子排布式、 分别再用原子结构示意图、电子排布式、 原子结构示意图 电子排布式的简化形式、外围电子排布式表示 电子排布式的简化形式、外围电子排布式表示 Fe原子的核外电子排布 出26Fe原子的核外电子排布 2、请你通过比较、归纳，分别说出这些不同 、请你通过比较、归纳， 化学用语所能反映的粒子结构信息。 化学用语所能反映的粒子结构信息。
针对训练
1 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中包 道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。 含有下述论点： 原子是不能再分的微粒； 含有下述论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的 原子的各种性质和质量都相同； 原子是微小的实心球体。 原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。 从现代的观点看，你认为这3个论点中 不确切的是（ 个论点中， 从现代的观点看，你认为这 个论点中，不确切的是（ ） A．只有③ B．只有①，③ ．只有③ ．只有① C．只有②③ D．有①②③ ．只有②③ ． 2 卢瑟福从 粒子散射实验得出了什么结论？ 卢瑟福从α粒子散射实验得出了什么结论？ 粒子散射实验得出了什么结论 A．原子中存在原子核，它占原子中极小的体积 ．原子中存在原子核， B．原子核带正电荷，且电荷数远大于 粒子 ．原子核带正电荷，且电荷数远大于α粒子 C．金原子核质量远大于 粒子 ．金原子核质量远大于α粒子
3. 卢瑟福原子模型
1911年，英国物理学家卢瑟褔通过α粒子散射实 年 英国物理学家卢瑟褔通过 粒子散射实 提出带核的原子结构模型。 验提出带核的原子结构模型。认为原子是由带正电 荷的原子核和带负电核外电子构成。 荷的原子核和带负电核外电子构成。
卢瑟福认为原子 质量主要集中在 原子核上， 原子核上，电子 在原子核外空间 高速运动。 高速运动。
1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排 1.最低能量原理──电子在原子轨道上的排 最低能量原理── 布，要尽可能使电子的能量最低。 要尽可能使电子的能量最低。
电子层
轨道
轨道能量顺序
7
核P 外O 电 子N 填M 充 顺 L 序 图K
4s 3s 2s 1s
4p 3p 2p
4d 3d
4f
2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只 2.泡利不相容原理──每个原子轨道最多只 泡利不相容原理── 能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。 能容纳两个电子，且自旋方向必须相反。
原子轨道能量高低规律： 原子轨道能量高低规律：ns<np<nd<nf 1s<2s<3s<4s 2px=2py=2pz
核外电子的运动状态
小结： 小结：
描 述 核 外 电 子 运 动 状 态 的 参 数 电子 状 或 原子轨道或电子云 原子轨道或电子云形状的，电子 的原子轨道是________形的， ________形的 层序数越大，原子轨道的________ ________。 层序数越大，原子轨道的________。
3 从原子结构模型的演变历史中，我们可得到的启迪是 从原子结构模型的演变历史中， A．实验是揭示原子结构奥秘的重要手段 ． B．早期的化学家在研究过程不够细致，所以没有发现正 ．早期的化学家在研究过程不够细致， 确的原子结构模型 C．玻尔原子结构模型以前的各种原子结构模型都是不正 ． 确的， 确的，对学习认识原子结构是毫无用处的 D．继承、积累、突破和革命是科学发展的形式 ．继承、积累、 4 1998年诺贝尔化学奖授予科恩 美)和波普尔 英)，以表 年诺贝尔化学奖授予科恩(美 和波普尔 和波普尔(英 ， 年诺贝尔化学奖授予科恩 彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。 彰他们在理论化学领域做出的重大贡献。他们的工作使实 验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质， 验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化 学领域正在经历一场革命性的变化。 学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是 A．化学不做实验就什么都不知道 ． B．化学不再需要实验 ． C．化学不再是纯实验科学 ． D．未来化学的方向是经验化 ．
二、原子核外电子的排布
相关知识链接
原子核外电子的运动特征（电子云） 原子核外电子的运动特征（电子云） 原子核外电子的运动状态（原子轨道） 原子核外电子的运动状态（原子轨道） 原子核外电子的排布规律
1S电子在原子核外出现的概率分布图 1S电子在原子核外出现的概率分布图
讨论： 讨论：原子核外电 子运动有哪些特征？ 子运动有哪些特征？
人们按照图 示的方法制 作电子云的 轮廓图
常把电子出现的概率约为 90%的空间圈出来 90%的空间圈出来
核外电子运动的特征
宏观物体的运动特征： 宏观物体的运动特征：
可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置 及运行的速度； 可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征： 微观物体的运动特征：
核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。 无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出 其在核外空间某处出现的机会的多少。
n
对应电子层 符号
1
第一层
2
第二层
3
第三层
4
第四层
5
第五层
··· ··· ···
K
L
M
N
O
核外电子的运动特征
2、原子轨道 、 物理意义：表示电子云的形状。 物理意义：表示电子云的形状。
轨道符号 轨道形状
s
p
d 花瓣型
f ···
g ···
··· ···
球形 纺锤形
n 电子层
原子轨道
1 第一 1s
2 第二 2s 2p
新课标苏教版选修五
原子核外电子的运动
2007年9月14日
专题2 选修三 物质结构与性质 专题2第一单元
原子核外电子的运动
复习要点
一、人类对原子结构的认识历史 二、原子核外电子的运动特征 三、原子核外电子的排布
课程标准
一、了解核外电子的运动状态 二、了解原子构造原理 三、知道原子核外电子的能级分布 四、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 号
3 第三 3s 3p 3d
4 第四 4s 4p 4d 4f
核外电子的运动状态
3、轨道伸展方向 、 物理意义：表示电子云在空间的伸展方向。与能量无关。 物理意义：表示电子云在空间的伸展方向。与能量无关。
电子云轮廓图----原子轨道 电子云轮廓图 原子轨道
S原子轨道
S原子轨道是球形对称的.
P原子轨道
P的原子轨道是 的原子轨道是________形的，每个 轨 形的， 的原子轨道是 形的 每个P轨 道有_______个轨道，它们互相垂直，分别 个轨道， 道有 个轨道 它们互相垂直， 为符号。 原子 以_____、______、_______为符号。P原子 、 、 为符号 轨道的平均半径也随电子层序数增大而 _____。 。
问题1： 问题 ：完成下面表格
电子层 原子轨道 类型 原子轨道 数目 可容纳 电子数
1 2 3 4 n
问题2： 问题 ： 比较下列多电子原子的原子轨道的能量 高低： 高低： (1)1s (2)nf 2s nd ns 3pz 4pz (6) 4s 3p (7) 4s 3d 3s 4s np
(3)3px 3py (4)3px 5py (5)3s 4p
课标理念感悟