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專題2 原子結構與性質
第一單元 原子核外電子的運動
第1課時 人類對原子結構的認識 原子核外電子的運動特征
原子結構模型的演變
公元前5世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為 ：萬物是由大量的不可分割的微粒構成的，即原子。
1.了解原子結構模型發展的演變過程。
2.認識核外電子的運動特點,能用軌道和能級概念描述核外電子的運動狀態。
1.通過認識原子結構及核外電子排布，辨識微觀粒子的運動狀態不同于宏觀物體的運動狀態。(宏觀辨識與微觀探析)
2.結合原子結構模型的演變過程，能論證證據與模型的建立及其發展之間的關系。(證據推理與模型認知)
體會課堂探究的樂趣，
汲取新知識的營養，
讓我們一起 吧！
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堂
一、人類對原子結構的認識
德謨克利特：樸素原子觀
道爾頓：原子學說
湯姆生：“葡萄干面包式” 模型
盧瑟福：帶核原子結構模型
玻爾：原子軌道模型
現代量子力學模型
1803
1904
1911
1913
1926
19世紀初，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體，在化學反應中保持本性不變。
1、道爾頓原子結構模型
1897年，英國科學家湯姆生發現了電子。提出了“葡萄干面包式”模型，認為原子是可以再分的。
2、湯姆生原子模型
1911年，英國物理學家盧瑟褔通過α粒子散射實驗提出帶核的原子結構模型。認為原子是由帶正電荷的原子核和帶負電核外電子構成。
盧瑟福認為原子質量主要集中在原子核上，電子在原子核外空間高速運動。
盧瑟福——原子之父
3、盧瑟福原子模型
1913年，丹麥物理學家玻爾把普朗克的相關理論與盧瑟福的原子模型相結合，較好地解釋了氫原子光譜，提出新的原子結構模型。
（1）原子核外電子在一系列穩定的軌道上運動，這些軌道稱為原子軌道。核外電子在原子軌道上運動時，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不同的軌道上發生躍遷。
4、玻爾原子模型
1926年，奧地利物理學家薛定諤等以量子力學為基礎提出電子云模型。
5、電子云模型
電子云
人們用統計圖示的方法來形象地描繪電子在原子核外空間出現的機會的大小。 用小點代表電子在核外空間區域內出現的機會，小點的疏密與電子在該區域內出現的機會大小成正比。
用小點的疏密來描述電子在核外空間出現的機會大小所得到的的圖形叫做電子云圖。
電子云密度大的地方，表明電子在核外單位體積內出現的機會多，反之，出現的機會少。
處于能量最低狀態的
氫原子的電子云示意圖
二、原子核外電子的運動特征
1．核外電子的運動狀態
（1）電子層（n）1　 2　 3　 4　 5　 6　 7
符號　　　_________________________
K　 L　M　N O　P　Q
能量
遠近
分層依據：電子運動的______不同、電子運動的主要區域離核的______不同。
（2）原子軌道
能量
形狀
分類：s、p、d、f
分類依據：同一電子層中電子運動的______仍有區別，電子云的______也不相同。
量子力學研究表明，處于同一電子層的原子核外電子，也可以在不同類型的原子軌道上運動。軌道的類型不同，軌道的形狀也不同，人們用小寫字母s、p、d、f分別表示不同形狀的軌道。
s ——________
球形
紡錘形
p—— ________
d、f軌道較復雜。
①原子軌道形狀——決定軌道的類型。
②原子軌道的______________決定該種軌道類型的________。
s——___ p——___ d——___ f——___
空間伸展方向
軌道數
3
7
5
1
s軌道和p軌道的示意圖
③原子軌道能量高低規律：
相同電子層：ns＜np＜nd＜nf
形狀相同的原子軌道：1s＜2s＜3s＜4s
電子層和形狀相同的原子軌道npx＝npy＝npz
2．電子的自旋
自旋狀態相同：
自旋狀態相反：
↑ ↑
↑ ↓
每個軌道最多只能容納兩個自旋狀態不同的電子。
原子核外電子還存在一種為“自旋”的運動。電子的自旋方式有兩種：順時自旋和逆時自旋，分別用↑和↓表示。
（1）各電子層包含的原子軌道數目和可容納的電子數
電子層 原子軌道類型 原子軌道數目 可容納的電子數目
1 1s 1 2
2 2s、2p 4 8
3 3s、3p、3d 9 18
4 4s、4p、4d、4f 16 32
n — n2 2n2
（2）原子軌道種類數與電子層序數相等，即n層有n種軌道。
【特別提醒】
核外電子運動狀態的參數
電子層n
原子軌道或電子云形狀
原子軌道或電子云在空間的伸展方向
電子的自旋狀態（或自旋方向）
1.下列原子結構模型的排序符合歷史發展順序的是（ ）
①實心球模型 ②行星式模型 ③葡萄干棗糕模型 ④電子云模型
A.①③②④ B.①②③④ C.①④③② D.①③④②
【解析】道爾頓原子學說于1803年提出；“葡萄干面包式”模型由湯姆遜在1903年提出；核式結構模型(行星式模型)由盧瑟福在1911年提出；量子力學結構模型于1926年提出，符合歷史發展順序的是①實心球模型→③葡萄干面包式模型→②行星式模型→④電子云模型。
A
2.下面關于多電子原子核外電子的運動規律的敘述正確的是（ ）
A.核外電子是分層運動的
B.所有電子在同一區域里運動
C.能量高的電子在離核近的區域運動
D.能量低的電子在離核近的區域繞核旋轉
A
3.以下能級符號正確的是（ ）
A．4s B．3f C．2d D．1p
【解析】根據第一電子層上只有1s，第二電子層只有2s、2p，第三電子層只有3s、3p、3d，第四電子層只有4s、4p、4d、4f，故A正確。
A
4.下列多電子原子不同能級能量高低的比較錯誤的是（ ）
A.1s＜2s＜3s B.2p＜3p＜4p
C.3s＜3p＜3d D.4s＞3d＞3p
D
5.電子云是處于一定空間運動狀態的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。下列有關電子云的說法正確的是（ ）
A.概率密度的大小體現了電子數目的多少
B.概率密度的大小體現了空間某處電子出現概率的大小
C.基態C原子的1s電子的電子云和2s電子的電子云完全相同
D.基態Li原子的1s電子的電子云和2s電子的電子云形狀不同
B
6.下面是s能級和p能級的原子軌道圖，下列說法正確的是（ ）
A.s電子的原子軌道呈球形，P軌道電子沿軸呈“8”字形運動
B.s能級電子能量低于p能級
C.每個p能級有3個原子軌道，在空間伸展方向是相同的
D.任一電子層的能級總是從s能級開始，而且能級數等于該電子層序數
D

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