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(共23張PPT)
原子核外電子的運動特征
1.了解人類對原子結構的認知歷程
2.認識原子核外電子的運動特征
3.理解原子軌道和能級的概念
原子
原子核
核外電子
質子
中子
帶一個單位“+”電荷
帶一個單位“-”電荷
不帶電
原子電荷關系：
核電荷數=核內質子數=核外電子數=原子序數
人類對原子結構的認識
實心球模型
19世紀，英國科學家道爾頓提出了近代原子論，認為原子有質量，不可分割。
人類對原子結構的認識
葡萄干面包模型
19世紀末，英國物理學家湯姆生發現了電子，他推測這種粒子是均勻地嵌在云狀的正電荷球體中，于是提出了“葡萄干面包式”的原子結構模型，并將這種粒子命名為電子。
人類對原子結構的認識
有核模型（行星模型）
1911年，盧瑟福用α粒子（氦原子核）轟擊金箔，發現大部分α粒子直線穿過金箔，有少數發生一定的偏移，極少數反彈回來。他推測原子的內部結構并不是均勻的，而存在一個中心的核，稱為原子核。原子核帶正電，電子在其周圍高速運動，就像行星圍繞太陽運轉一樣。這就是盧瑟福的“有核模型”或“行星模型”。
軌道模型（電子分層排布）
1913年，丹麥物理學家玻爾研究了氫原子光譜后，根據量子力學的觀點，提出了新的原子結構模型
人類對原子結構的認識
①原子核外電子在一系列穩定的軌道上運動，既不放出能量，也不吸收能量。
②不同的原子軌道具有不同的能量，原子軌道的能量變化是不連續的。
③原子核外電子可以在能量不同的軌道上發生躍遷。
人類對原子結構的認識
n=1
n=2
n=3
n=4
基態：能量最低的狀態，最穩定，離核最近
激發態：高于基態的其它能量狀態
玻爾認為，原子軌道的能量變化是不連續的，即量子化的。
當電子吸收了能量（如光能、熱能等）后，就會從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道上。處于能量較高軌道的電子不穩定，會回到能量較低的軌道上，當電子從能量較高的軌道回到能量較低的軌道時，就會發射出光子，發出光的波長取決于兩個軌道的能量之差。
科學家采用統計方法來描述電子在原子核外某一區域出現的機會。電子在原子核外空間出現的機會是有規律的。
氫原子的核外電子，當處于能量最低狀態時（簡稱基態），電子主要在原子核周圍的球形區域內運動。
運動區域距離核近，電子出現的機會大
運動區域距離核遠，電子出現的機會小
電子層
根據電子的能量差異和主要運動區域的不同，認為核外電子處于不同的電子層上，用n表示
分層標準 電子離核的遠近 電子層(n) 1 2 3 4 5 6 7
符號 __ __ __ __ __ __ __
能量 _______ 離核 _______ K
L
M
N
O
P
Q
低→高
近→遠
能級與原子軌道
電子在原子核外的一個空間運動狀態稱為一個原子軌道。原子軌道是用量子力學描述電子在原子核外空間運動的主要區域。
原子軌道用表示電子層的n和表示原子軌道形狀的s、p、d、f 結合起來共同表示。
如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。
電子層與能級之間的關系
1.能級是用電子層序數（1/2/3等）與原子軌道形狀（s/p/d/f等）組合起來表示的。
2.任意能層的能級總是從s能級開始的，且能級數=該能層序數。
如第一能層只能有1個能級（1s），第二能層有2個能級（2s，2p），第三能層有3個能級（3s，3p，3d）以此類推
能級與原子軌道
軌道的類型不同，能量不同，形狀也不同。
原子軌道
球形對稱，一個原子軌道；
n越大,原子軌道的半徑越大。
s 軌道：
p 軌道：
p 電子云輪廓圖是紡錘形的。每個p能級都有3個相互垂直的電子云，分別稱為px、py,和pz，右下標x、y、z分別是p電子云在直角坐標系里的取向。
d軌道和f軌道：
原子軌道
d軌道有5個伸展方向（5個軌道）
f軌道有7個伸展方向（7個軌道）
原子軌道的類型
原子軌道 形狀 延伸方向 軌道數 可容納的
電子數
s
p
d
f
球形
1
1
2
紡錘形
3
3
6
5
5
10
7
7
14
原子軌道的伸展方向=原子軌道數
原子軌道
原子軌道能量高低規律
2.形狀相同的原子軌道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s…
1.處于相同電子層的原子軌道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。
3.電子層和形狀均相同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量相等。
比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低。
(1)1s、3d
(2)3s、3p、3d
(3)2p、3p、4p
2.將下列多電子原子的原子軌道按軌道能量由高到低的順序排列。
1s、4p、2s、3s、5f、4s。
電子自旋
原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態，通常人們用向上的箭頭“↑”和向下的箭頭“↓”來表示這兩種不同的自旋狀態。
“電子自旋”并非真像地球繞軸自轉一樣，它只是代表電子的兩種不同狀態。
人類對原子結構的認識
原子核外電子的運動特征
發展歷程
波爾模型理論
電子云
電子層
原子軌道與能級
電子自旋
D
1. 下列有關電子云和原子軌道的說法正確的是(　　)
A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云
B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內運動
C．氫原子的電子云中，小點表示電子的運動軌跡
D．與s電子原子軌道相同，p電子原子軌道的平均半徑隨電子層的增大而增大
2．下圖是s軌道、p軌道的原子軌道圖。試回答下列問題：
(1)s軌道呈____形，每個s軌道有___個原子軌道；
p軌道呈______形，每個p軌道有___個原子軌道。
(2)s軌道的原子軌道、p軌道的原子軌道的半徑
與____________有關，____________越大，原子
軌道半徑越大。
球
1
紡錘
3
電子層序數
電子層序數

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