1、2.1原子核外电子的运动第一课时一、人类对原子结构的认识19世纪初，英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了近代原子学说。他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，它们在化学变化中不可再分割。一、人类对原子结构的认识1897年，汤姆生发现原子中存在电子，并用实验方法测出电子的质量不及氢原子质量的千分之一（后进一步确定为氢原子质量的1/1836）。他推测这种粒子是均匀地嵌在云状的正电荷球体中，于是提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型，并将这种粒子命名为电子。电子的发现使人们认识到原子是由更小的微粒构成的，对原子结构的认识进入新的阶段。汤姆生发现电子，提出原子结构
2、模型一、人类对原子结构的认识1911年，卢瑟福用粒子轰击金箔，发现大部分粒子直线穿过金箔，有少数发生一定的偏移，极少数反弹回来。他推测原子的内部结构并不是均匀的，而存在一个中心的核，称为原子核。原子核带正电，电子在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样。这就是卢瑟福的“有核模型”或“行星模型”。卢瑟福根据粒子散射现象，提出带核的原子结构模型一、人类对原子结构的认识010203玻尔研究氢原子光谱，提出他的原子结构模型1913年，丹麦物理学家玻尔研究了氢原子的光谱后，根据量子力学的观点，大胆突破传统思想的束缚，提出了新的原子结构模型：玻尔的这一原子结构模型在当时引起了科学界的高度重视。原子核外电
3、子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道。核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续的。原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。一、人类对原子结构的认识玻尔认为，原子轨道的能量变化是不连续的，即量子化的。当电子吸收了能量（如光能、热能等）后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，就会发射出光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。受普朗克量子论和爱因斯坦的光子学说的启发，玻尔吸收了卢瑟福的原子有核模型的合理成
4、分，于1913年提出了新的原子结构假说，较好地解释了氢原子线状光谱的特征，因此获得了1922年的诺贝尔物理学奖。一、人类对原子结构的认识科学家采用统计方法来描述电子在原子核外某一区域出现的机会。电子在原子核外空间出现的机会是有规律的。氢原子的核外电子，当处于能量最低状态时（简称基态），电子主要在原子核周围的球形区域内运动。p运动区域距离核近，电子出现的机会大p运动区域距离核远，电子出现的机会小一、人类对原子结构的认识处于能量最低状态的氢原子的电子云示意图 小点越密，表明概率密度越大用小点代表电子在核外空间区域出现的机会，小点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。电子云：即用小点的疏密来描
5、述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形。一、人类对原子结构的认识氢电子云轮廓图的绘制过程电子云轮廓图是指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。一般是将出现概率约为90%的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，即原子轨道。二、原子核外电子的运动特征K L M N O P1 2 3 4 5 6电子层（用n表示）电子层符号离核距离能量高低近远低高二、原子核外电子的运动特征钠原子光谱 分析钠原子光谱时发现：即便是相同的两个电子层之间发生电子跃迁，也会出现多条谱线。对于这个现象，你会提出何种假设？二、原子核外电子的运动特征实验和量子力学研究表明，处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同类型的原
6、子轨道上运动，其能量也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。学段年级分班小学一年级、二年级、三年级、四年级、五年级、六年级一年级1个班，二年级3个班初中初一、初二、初三初一1个班，初二3个班高中高一、高二、高三高一1个班，高二3个班电子层能级轨道的类型不同，能量不同，形状也不同。人们常用小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道（能级）。不同能级的轨道数二、原子核外电子的运动特征s轨道是球形对称的，所以s轨道只有1个轨道。所有原子的任一电子层的s电子的电子云轮廓图都是球形，只是球的半径不同。1、s轨道同一原子的电子层序数越高，s电子云的半径越大。二、原子核外电子的运动特征2、
7、p轨道p电子云轮廓图是纺锤形的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py,和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。二、原子核外电子的运动特征p轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，所以p轨道包括px、py、pz 3个轨道。p轨道是相互垂直的p电子云轮廓图的平均半径随电子层序数的增大而增大。二、原子核外电子的运动特征f轨道有7个伸展方向（7个轨道）3、d轨道和f轨道d轨道有5个伸展方向（5个轨道）二、原子核外电子的运动特征原子轨道表示方法：将表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来。1s、2s、2p（2px、2py、2pz）、3d能级与原子轨道数
8、目的关系能级符号nsnpndnf轨道数目二、原子核外电子的运动特征各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数电子层 原子轨道类型原子轨道数目可容纳的电子数11s1222s、2p4833s、3p、3d91844s、4p、4d、4f1632n n22n2二、原子核外电子的运动特征原子轨道能量的高低存在如下规律：形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s 处于相同电子层的原子轨道能量的高低：nsnpndnf。电子层和形状均相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。二、原子核外电子的运动特征+现代原子结构模型原子轨道1s2s3s4s5s2p3p4p5p3d4d5d4f5f5
9、g二、原子核外电子的运动特征电子自旋：原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常人们用向上的箭头“”和向下的箭头“”来表示这两种不同的自旋状态。“电子自旋”并非真像地球绕轴自转一样，它只是代表电子的两种不同状态。课堂小结道尔顿原子模型葡萄干布丁模型核式模型玻尔尔模型“有核行星”量子力学模型人类对原子结构的认识是循序渐进并不断发展的实心小球模型电子云模型行星模型（卢瑟福）（汤姆森）（玻尔）一、人类对原子结构的认识课堂小结二、原子核外电子的运动特征原子轨道原子轨道轨道形状轨道形状 ns能级电子的原子轨道呈能级电子的原子轨道呈球形对称球形对称 np能级电子的原子轨道呈能级电子的原子轨道呈纺锤形纺锤
10、形各能级上的原各能级上的原子轨道数目子轨道数目n s能级上能级上1个轨道个轨道n p能级上能级上3个轨道个轨道n d能级上能级上5个轨道个轨道n f能级上能级上7个轨道个轨道.能量关系能量关系(1)同一能层上各原子轨道能量的高低：同一能层上各原子轨道能量的高低：nsnpndnf(2)形状相同的原子轨道能量的高低：形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s5s(3)同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如道的能量相等，如npx、npy和和npz轨道的能量相等。轨道的能量相等。课堂练习A1、下列原子轨道符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是()A.1s、2p、3dB.1s、2s、3sC.2s、2p、2dD.3p、3d、3f2、符号3px所代表的含义是()A.px轨道上有3个电子B.第三电子层px轨道有3个伸展方向C.px电子云有3个伸展方向D.第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道D课堂练习3、下列关于电子云的叙述中不正确的是()A.电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形C.电子云图说明离核越近,电子出现概率越大;离核越远,电子出现概率越小D.能级类别不同,电子云的形态也不一样B谢谢观看
