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第1课时原子核外电子的运动目标与素养：1.进一步认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型。(微观探析)2.了解原子核外电子的运动特征。(变化观念)3．了解原子轨道与电子填充顺序。(微观探析)一、人类对原子结构的认识1．卢瑟福原子结构模型(1)卢瑟福根据α粒子的散射实验，提出了原子结构的有核模型。(2)卢瑟福认为原子的质量主要集中于原子核上，电子在原子核外空间做高速运动。(3)卢瑟福被称为“原子之父”。2．玻尔原子结构模型(1)玻尔在研究了氢原子光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型。(2)玻尔原子结构模型①原子核外电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。②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。③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。3．电子云(1)概念：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会的大小所得到的图形叫做电子云图。(2)含义①用小点代表电子在核外空间区域出现的机会，用小点的疏密描述电子在原子核外某一区域出现的机会的大小。②运动区域离核近，电子出现的机会大；运动区域离核远，电子出现的机会小。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]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。二、原子核外电子的运动特征1．电子层(1)划分依据划分电子层的依据为电子的能量差异和主要运动区域的不同。(2)表示电子层用n表示，原子中由内向外的电子层数n可依次取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。2．原子轨道(1)含义处于同一电子层的原子核外电子运动的不同区域。(2)表示符号及形状不同形状的轨道可用s、p、d、f等表示，s轨道呈球形，p轨道呈纺锤形。(3)伸展方向s、p、d、f轨道分别有1、3、5、7个伸展方向，例如p轨道包含px、py、pz3个轨道。3．自旋(1)在同一原子轨道上运动的电子有两种不同的自旋状态。(2)表示方法：通常用“↑”和“↓”表示。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)每个电子层最多可容纳的电子数是2n2。()(2)同一电子层中的不同原子轨道的能量高低相同。()(3)不同电子层中的s原子轨道的能量高低相同。()(4)1s、2s、3s、4s的能量依次升高。()(5)2px、2py、2pz的能量相同。()[答案](1)√(2)×(3)×(4)√(5)√2．氢原子的电子云图中小点表示的意义是()A．一个小点表示一个电子B．点的多少表示电子个数的多少C．表示电子运动的轨迹D．表示电子在核外空间出现机会的多少D[在电子云图中，小点并不代表电子，小点代表电子在核外空间区域出现机会的大小，小点的疏密与电子在该区域出现机会的大小成正比。]3．氦原子结构示意图为，两个核外电子占据________个轨道，其自旋方向________(填“相同”或“不同”)。[答案]1不同不同电子层上原子轨道的数目和可容纳的电子数1．原子轨道(1)原子轨道的定义处于同一电子层上的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。这个原子轨道指的是量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。(2)原子轨道分类：spdf①分类依据：在同一电子层中，电子能量差别较小，电子云形状不同。②原子轨道形状——决定轨道的类型。s—球形，p—纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。微观探析：不同电子层上原子轨道的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能容纳的电子数1K1s122L2s122p(2px、2py、2pz)363M3s123p(3px、3py、3pz)363d510n…………n22n2【典例1】以第三电子层为例探究思考下列问题：(1)第三电子层有哪些轨道？写出其符号。[答案]3s,3p(3px,3py,3pz)，3d。(2)第三电子层一共有多少个原子轨道？具体说明。[答案]9个；3s：1个，3p：3个，3d：5个。(3)每一个原子轨道最多容纳几个电子？运动状态如何？[答案]2；自旋状态相反。(4)第三电子层最多容纳几个电子？[答案]18。1．下列关于电子层与原子轨道的说法中正确的是()A．原子核外电子的每个电子层最多可容纳的电子数为n2B．任一电子层的原子轨道总是从s原子轨道开始，而且原子轨道数等于该电子层序数的平方C．同是s原子轨道，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．原子轨道能量3px＞3pyB[A项，每一电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项，只要是s原子轨道，不论哪一电子层，所容纳的最多电子数都为2；D项，3px与3py的能量相同。]2．下列有关认识正确的是()A．各原子轨道中的轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7B．各电子层的原子轨道都是从s轨道开始至f轨道结束C．各电子层含有的轨道数为n－1D．各电子层含有的电子数为2n2个A[各电子层的轨道数等于其所处的电子层数的平方，即当n＝1时，它只有1个s轨道，当n＝2时，它有4个轨道，1个s轨道和3个p轨道，所以B、C均错误。每个电子层最多容纳的电子数为2n2个，而不是每个电子层含有电子数一定为2n2个，D错误。]各原子轨道的能量高低规律【典例2】比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(用“”“”或“＝”连接起来)。(1)1s,3d________；(2)3s,3p,3d________；(3)2p,3p,4p________；(4)3px,3py,3pz________。[答案](1)1s3d(2)3s3p3d(3)2p3p4p(4)3px＝3py＝3pz多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在以下规律：①相同电子层上原子轨道能量的高低顺序为nsnpndnf。②形状相同的原子轨道能量的高低顺序为1s2s3s4s……。③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如px、py、pz轨道的能量是相等的。3．比较下列原子轨道的能量高低(填“＜”“＝”或“＞”)(1)4s________3s________2s________1s；(2)3px________3py________3pz；(3)4f________4d________4p________4s；[答案](1)＞＞＞(2)＝＝(3)＞＞＞1．下列各电子层不包含d能级的是()A．O层B．N层C．M层D．K层D[多电子原子中，对同一个电子层，还可以分成若干个能级，K层只有s能级，L层有s、p能级，从M层开始有d能级。]2．以下能级符号正确的是()A．4sB．2dC．3fD．1pA[第1电子层只有s能级，故D项错误。第2电子层只有2s、2p能级，故B项错误。第3电子层只有3s、3p、3d能级，故C项错误。]3．下列说法正确的是()A．因为p轨道呈纺锤形，所以p电子的运动轨迹呈纺锤形B．M层有3s、3p、3d、3f4个轨道C．s轨道呈球形，s轨道中的电子只能在球形空间内运动D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的D[A项，p轨道呈纺锤形，是指电子出现概率大的区域的形状为纺锤形。B项，M层有3s、3p、3d3个能级，共有9个原子轨道。C项，s轨道呈球形，表示s轨道中的电子在球形空间内出现的概率大，但是也能到球形外某区域运动。]4．下列关于电子层与能级的说法中不正确的是()A．原子核外的每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2(n为电子层)B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数目依次增多C．同是s能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是相同的D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反B[各电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层)，故A项正确；2p、3p、4p能级的原子轨道数目相同，均为3，故B项错误；同是s能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数均是2，故C项正确；1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反，故D项正确。]5．BF3是制备硼烷、硼氢化钠、硼单质等的主要原料。按要求回答下列问题：(1)B原子中含有电子的原子轨道的形状共有________种，K层电子的原子轨道形状为________。(2)F原子中含有电子的原子轨道中能量最高的是________，电子云为球形的原子轨道是________。[解析](1)B原子核外有5个电子，排在K、L层上，故原子轨道的形状有球形(s轨道)及纺锤形(p轨道)2种；K层只有1s能级，原子轨道形状为球形。(2)F原子核外有9个电子，分别排在K层1s原子轨道和L层2s、2p原子轨道上，其中，原子轨道能量最高的是2p；电子云为球形的是1s、2s轨道。[答案](1)2球形(2)2p1s、2s