原子结构模型 电子排布

人类对原子结构的认识
核外电子的分层排布
1.在含有多个电子的原子里，由于电子 的能量不同，电子是分层运动的。 2.核外电子的分层运动，又叫核外电子的 分层排布。
3.能量较低的电子，在离核较近的区域运 动；能量较高的电子，在离核较远的区 域运动。
氢原子核外电子排布示意图
+
e
氦原子核外电子排布示意图
原 子 核 最 外 层 电 子 数
＋11
2
8
1
电子层 次外层电子数
课堂练习一
某原子的原子结构示意图为+12 2 8 2 该原子的核电荷数为 ，核外有
个电子层，最外层有
个电子。
几种原子的核外电子排布请写 出He Ne Ar H O Mg元素原子 的结构示意图
+2
He Ne
+10
+18
Ar
+1
+8
+12
1.各电子层最多容纳的电子数为2n
2
2.最外层电子数最多为8（第一层为最外层时不 能超2个） 3.次外层电子数不得超过18
4.倒数第三层电子数不得超过 32
5.核外电子总是先排布在能量较低的电子层,然 后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层
原子结构示意图----表示原子的核外电子排布
第二电子层 钠原子结构示意图 （次外层） 第三电子层 （最外电子层） 第一电子层 核电荷数
α粒子的散射实验
卢瑟福的结论：
原子内大部分是空的， 所以大多数α粒子得以 穿过金箔。 原子所有的正电荷和 几乎全部质量集中在 一个很小的区域，即 原子核。
实验结果：
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。 2、少数α粒子发生了较大角度的偏转。 3、极少数α粒子偏转角度超过900，有的甚至被弹回， 偏角几乎达1800。
3.根据下列叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图。
（1）A元素原子核外M层电子数是L层电子数的1/2： ________ （2）B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的
1.5倍：___ __ （3）C元素的次外层电子数是最外层电子数的1/4： ____________.
答案：(1) 硅 2 8 4 (2) 硼 2 3 (3) 氖 2 8
4.元素化合价与得失电子数目的关系
①金属元素一般为正化合价，失去电子的数目即为 化合价的数值
如Na、K失去最外层1个电子均为＋1价，Mg、 Ca失去最外层2个电子均为＋2价，Al失去最外层3个 电子均为＋3价。 ②非金属元素既可以为正化合价也可以为负化合价， 活泼非金属元素的最低负化合价的数值即为得到电子 的数目,活泼非金属元素的高正化合价?
A.
B.
C.
D.
2.核外电子分层排布的主要原因是( A )
A.电子的能量不同
C.电子的数量不同
B.电子的大小不同
D.电子的质量不同
课堂训练：用下面的结构示意图的字母填空：
A （1）属于金属原子的是_______________; B （2）属于非金属原子的是_____________; C （3）属于离子结构示意图的是_________; C （4）具有稳定结构的是_______________ 。
原子结构模型探究历程
德布罗意——电子的波粒二象性
德布罗意 法国物理学家 Louis Victor de Broglie，1892~1987
原子结构模型探究历程
海森伯量子力学模型
1926年海森伯（玻尔的学生）等提出了 原子的量子力学模型。即用量子力学方法 描述核外电子的运动—电子云模型
德国物理学家 海森伯
原子结构模型探究历程
19世纪初道尔顿实心球原子结构模型
理论内容?
原子是不可再分 的实心小球
存在问题：不能解释电子存在
原子结构模型探究历程
1904年提出了原子结构的“葡萄干面包式”模 型 汤姆生阴极射线实验
英国物理学家 汤姆生 J.J.Thomson,1856~1940 原子是一个平均分布着正电荷的阳极球，其中均匀 镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。
氪 氙
Ne Ar
Kr Xe
2 2
2 2
8 8
8 8
8 8
18 18 8 18 8
8
8 8
86
氡
Rn
2
2
8
8
18
18
32
32
18
?
8
?
8
各层最多电子 数
电子层 电子层符号 离核距离 电子的能量
1 K 近 低
2 L
3 4 5 M N …… 远 高
18 32 2n2
最多能容纳的电子数 2
8
核外电子的排布规律：
人类对原子结构的认识
一尺之捶,日取其半,万世不竭
——《庄子· 天下篇》
2
感觉上，存在的是 By convention there is color, 缤纷的色彩， By convention sweetness, 浓郁的芬芳， By convention bitterness, 深深的苦痛， But in reality there are 但实际上，存在的 atoms and space. ——德谟克利特 ——Democritus 是原子（不可分割的意思）和空间。
课堂检测：
1、以下是一些科学家为探索原子结构所作出 的重大贡献，请你以连线表示其对应关系。 ①道尔顿 a、提出原子由原子核和电子 构成 ②汤姆生 b、发现原子中存在电子 ③卢瑟福 c、提出原子核外电子在一系 列稳定的轨道上运动 ④玻 尔 d、提出原子学说
课堂练习
1.已知几种元素的原子核外电子排布如下，其中 能够得到电子的原子是( B )
Werner Heisenberg ，1901~来自976原子结构模型探究历程
1926年薛定谔提出了现代原子结构模型 “电子云”模型
奥地利物理学家 薛定谔 E.Schrodinger, 1887~1961
原子结构模型的演变过程给我们的启迪
• 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，实验是揭示原子结构的重 要手段。 • 汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是 诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的 “定论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战， 为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上 闪烁着科学探索精神的光辉！
如： F 、 Cl 易得到 1 个电子，最低化合价均为 -1 价； O、S易得到2个电子，最低化合价均为-2价。 元素化合价跟原子结构中的最外层电子数目关系非常密切
元素的主要化合价与原子的最外层电子数的关系: 1、活泼金属元素的化合价=原子最外层电子数 2、活泼非金属元素的最低负化合价=最外层电子数－8 3、活泼非金属元素的最高正化合价=最外层电子数 非金属元素（H除外）： 最高正化合价+ 最低负化合价 = 8 F和O元素一般没有正化合价
e
2 2＋
e-
核外电子分层排布:
1、电子按能量高低在核外分层排 布。
1 2 3 4 5 6 7
K
L
M
N
O
P
Q
由内到外，能量逐渐升高
稀有气体元素原子电子层排布：
核 电 荷 数 2 元 素 名 称 氦 元 素 符 号 He 各电子层的电子数 最外层 电子数 2
K
2
L
M
N
O
P
10 18
36 54
氖 氩
H
O
Mg
课本P29：交流和讨论
+8
O 26 得到2个电子， 化合价显-2价
+8
O2-
28
+12
Mg
28 2
失去2个电子， 化合价显+2价
+12 2 8
Mg2+
最外层电子数与元素的分类：
最外层电子数 化学性质 稀有气 8个(He有2个) 体元素 金属元 一般少 素 于4个 非金属 一般多于 元素 或等于4个 结构的稳 定性 稳定 不稳定 不稳定
不易得 失电子 容易失去最 外层电子
容易得 到电子
三、原子结构与性质的关系( P30 )
1.金属元素原子最外层一般有1~3电子，在反应中 易失去电子，形成与稀有气体元素原子相同的 电子层排布的阳离子（稳定结构）。 2.非金属元素原子最外层一般超过4个电子，在反 应中易得到电子，形成与稀有气体元素原子相 同的电子层排布的阴离子（稳定结构）。 3.原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电子 数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的 最外层电子。 一般认为，最外层有8个电子（最外层是第一层 时有2个电子）的结构，是一种稳定结构。
原子结构模型探究历程
1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型
原子由原子核和电子构成, 电子在核周围做高速运动,就 像行星围绕太阳运转一样。
英国物理学家 卢瑟福 E.Rutherford,1871~1937
原子结构模型探究历程
1913年玻尔提出了原子核外电子“分层排 布的”模型
氢原子光谱实验
丹麦物理学家 玻尔 N.Bohr, 1885~1962