1、专题2 第一单元 原子核外电子的运动,第1课时 原子核外电子的运动,1.了解核外电子运动状态。 2.了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布。,目标导航,基础知识导学,重点难点探究,随堂达标检测,栏目索引,1.原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 51031 kg)，带 电荷； (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间 ； (3)电子运动的速度 ，接近光速(3.0108 ms1)。 2.电子在核外空间做高速运动， 确定具有一定运动状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在原子核外各处出现的 ，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称
2、作 。,一、 原子核外电子运动特点及电子云,基础知识导学,答案,负,很大,很快,不能,概率,电子云,答案,3.将电子出现的概率约为90%的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，便可描绘 。电子云的轮廓图称为 。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制：,电子云的形状,原子轨道,答案,议一议 1.电子云表示的是电子在原子核外运动轨迹吗？ 答案 电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。 2.电子云图中的小黑点代表什么？ 答案 电子云图中的小黑点不代表电子，小黑点代表电子在原子核外空间区域内出现的机会，小黑点的疏密表示电子在空间出现机会的大小。,答案,二、原子核外电子的运动特征 1.电子
3、层 在含有多个电子的原子里，由于电子的 各不相同，因此，它们运动的区域也不同，通常能量低的电子在离核 的区域运动，而能量高的电子在离核 的区域运动。用n表示电子层，由内向外分别为1、2、3、4、5、6、7等，对应的电子层符号分别为字母 等。,较近,较远,K、L、M、N、O、,P、Q,能量,答案,2.原子轨道类型 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，也可以在 不同类型的 上运动。轨道的类型不同， 也不同。人们常用小写的英文字母 分别表示不同形状的轨道。s轨道呈 形，p轨道呈 形，d轨道和f轨道较复杂。 3.原子轨道数目(电子云伸展方向) 形状相同的原子轨道在原子核外空间有不同的
4、伸展方向。s轨道只有_轨道；p轨道在空间有 3个伸展方向，所以p轨道包括 3个轨道。d轨道有 个伸展方向( 个轨道)，f轨道有 个伸展方向(有 个轨道)。,原子轨道,轨道的形状,s、p、d、f,球,纺锤,一个,x、y、z,px、py、pz,5,5,7,7,答案,4.原子轨道的表示方法 将表示电子层的 和表示原子轨道形状的 结合起来表示原子轨道，如1s、2s、2p、3d等。 5.原子轨道与容纳电子数,n,s、p、d、f,1,2,4,8,9,18,16,n2,2n2,答案,6.电子自旋 原子核外电子还有一种称为“ ”的运动。可以有 种不同的状态，通常用“ ”和“ ”来表示不同的自旋状态。 7.不同
5、原子轨道的能量高低关系,=,=,自旋,两,答案,议一议 1.Cu为第29号元素，则其原子核外有几种运动状态不同的电子？为什么？ 答案 29。因为在同一个原子中，没有运动状态完全相同的两个电子。原子核外电子按能量不同分为不同的电子层，各电子层又按能量不同分为不同的轨道，每个轨道中又分为能量相同但空间取向不同的伸展方向，每个原子轨道中最多填充2个自旋状态不同的电子。,答案,2.氦原子结构示意图为 ，试对以下推测进行判断(正确的打“”，错误的打“”)。 (1)两个电子占有两个轨道( ) (2)两个电子所处的轨道形状不同( ) (3)两个电子所处轨道的伸展方向不同( ) (4)两个电子占有同一轨道(
6、) (5)两个电子的能量几乎相同( ) (6)两个电子分占1s的两个轨道( ) (7)两个电子的自旋方向不同( ) (8)两个电子一个离核近，一个离核远( ),返回,返回,解析 氦原子只有2个核外电子，所以这两个电子都填充在1s轨道上，因此这两个电子的电子层、轨道的伸展方向及电子所具有的能量都相同，电子的自旋方向相反。电子的能量越高，其运动区域离核越远。 答案 (1) (3) (5) (7),(2) (4) (6) (8),一、核外电子的运动状态描述,重点难点探究,1.电子层 原子中由里向外的电子层数n可取1、2、3、4、5等正整数，对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O等。n值的大小表示电
7、子的能量高低和离核的远近。 n值越大表示电子所在电子层离核越远，电子具有的能量也越高。对于n1,2,3分别称为第一层，第二层,2.原子轨道 小写的英文字母s、p、d、f分别表示不同形状的轨道。s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的，d轨道和f轨道的形状较复杂。,为了表明原子核外电子所在的轨道，人们将表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来表示轨道。如1s 2s 2p 3s 3p 3d等。,3.原子轨道伸展方向 形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同的伸展方向。由于s轨道是球形对称的，所以s轨道只有一个轨道；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、p
8、z3个轨道；d轨道有5个伸展方向(即5个轨道)；f轨道有7个伸展方向(即7个轨道)。,人们将表示电子层的n和表示原子轨道s、p、d、f结合起来表示原子轨道。如1s、2s、2px、2py、2pz、3d等，2px的含义是第二电子层的p轨道中的px轨道。 4.电子的自旋状态 原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态，通常用向上箭头“”和向下箭头“”来表示这两种不同的自旋状态。 注意：要完整地描述某个核外电子的运动状态，必须从电子层、原子轨道的形状、原子轨道的伸展方向和电子的自旋方向四个方面来描述，,归纳如下。,其中电子的能量高低由n、l两个方面决定，电子所处的原子轨道是由n、l、m三个方面确定的；电子
9、的运动状态则由n、l、m、ms四个方面决定。,层,形,伸,旋,解析答案,例1 下列对核外电子运动状态的描述正确的是( ) A.电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B.第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D.在同一轨道上运动的电子，其运动状态肯定不同,解析 A项，质量很小的电子在作高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，电子没有确定的运动轨道； B项，第三电子层只有3s、3p、3d三种轨道，而3s轨道有1个轨道、3p有3个轨道、3d有5个轨道，故共有9个轨道； C项，氢原子中只有1个电子，在1s轨道，但还存在其他空轨
10、道； D项，电子的运动状态与电子层、轨道类型和自旋状态有关，在同一原子内部没有两个电子存在完全相同的运动状态。 答案 D,电子的运动状态与电子层、轨道类型、自旋状态有关，同一原子内部不存在两个完全相同运动状态的电子。,解题反思,变式训练1 下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( ) A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B.s轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 C.p轨道呈纺缍形，在空间有两个伸展方向 D.与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大,解析答案,解析 电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非
11、原子核真被电子云雾所包裹，故选项A错误； 原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错误； p轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，故选项C错误； 由于按2p、3p的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，故选项D正确。 答案 D,不同电子层的s、p电子云(或原子轨道)形状相同，半径不同。,解题反思,二、各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数 各电子层包含的原子轨道数目和可容纳的电子数如下表：,例2 回答下列问题： (1)n2的电子层有
12、_种原子轨道，分别用符号_表示。 (2)n4的电子层有_种原子轨道，最多容纳的电子数是_个。,答案,2,2s、2p,4,32,原子轨道是用“n表示原子轨道形状的s、p、d结合起来”表示。,解题反思,解析答案,变式训练2 下列说法正确的是( ) A.第三电子层有s、p共2种原子轨道 B.3d轨道最多容纳5个电子 C.第三电子层最多容纳8个电子 D.无论是哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2,解析 每一电子层包含的原子轨道种类等于该电子层的序数，故第三电子层有s、p、d三种原子轨道，故A错； s、d轨道最多容纳的电子数分别是2、10，故B错、D正确； 每一电子层最多容纳的电子数为2n2，第三电
13、子层最多容纳18个电子，故C错。,D,解题反思,每个原子轨道最多能容纳2个电子，每个电子层最多能容纳2n2个电子。,返回,1.下列说法正确的是( ) A.s轨道呈圆形，p轨道呈纺锤形 B.科学家们采用统计的方法来描述电子在原子核外某一区域出现的机会 C.电子云中小点的密度表示电子的多少 D.f轨道有5个伸展方向,B,随堂达标检测,1,2,3,解析答案,4,5,解析 s轨道为球形； 电子云中的小点不是真正的电子，而是电子在这一区域曾经出现过； f轨道有7个伸展方向。,6,7,2.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( ) A.最易失去的电子能量最高 B.1s轨道的电子能量最低 C.
14、p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D.在离核最近区域内运动的电子能量最低,C,解析答案,解析 选项C没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。,1,2,3,4,5,6,7,3.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( ) A.一个小黑点表示1个自由运动的电子 B.1s轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的大小,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,解析 尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子
15、核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远，出现的概率越小。 答案 D,1,2,3,4,5,6,7,4.下列说法中不正确的是( ) A.同一原子中，2s、3s、4s轨道离原子核的平均距离依次增大 B.同一原子中，2p、3d、4f轨道的轨道数依次增多 C.p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的数量也在增多 D.对于npx、npy、npz轨道上的电子，具有相同的能量，其
16、电子云的形状也相同,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,解析 同一原子中，电子层数越多，表示原子轨道离原子核的平均距离越大，A正确； 2p、3d、4f轨道的轨道数依次为3、5、7，依次增多，B正确； 无论在哪个电子层，p轨道数都是3个，C错误； 同一电子层形状相同的原子轨道的能量相等，其电子云的形状也相同，D正确。 答案 C,1,2,3,4,5,6,7,5.下列各电子层中不包含纺锤形轨道的是( ) A.N B.M C.L D.K,D,解析 p轨道呈纺锤形，K层只包含s轨道，其他电子层均包含p轨道。,解析答案,1,2,3,4,5,6,7,6.n为3的电子层中( ) A.只有s和p轨道 B.只有s、p和d轨道 C.只有s轨道 D.有s、p、d和f轨道,B,答案,1,2,3,4,5,6,7,返回,7.下列原子轨道中，可容纳电子最多的是( ) A.6s B.4p C.3d D.7s,C,1,2,3,4,5,6,7,答案,本课结束,