2.1 原子核外电子的运动 第1课时（教学课件） 化学苏教版选择性必修2

专题2 原子结构与元素性质 第一单元 原子核外电子的运动 第1课时 人类对原子结构的认识 原子核外电子的运动特征 苏教版2019选择性必修2 原子核外电子的运动特征的性质 2 人类对原子结构的认识 1 知识导航 知识导航 明·学习目标 1.能说明原子结构模型发展演变的历程，基于实验证据建构和优化模型； 2.能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态。 引·新课导入 温故而知新 X A Z 原子 原子核 核外电子（Z） 质子（Z） 中子（N＝A - Z） 原子结构 质量数=质子数+ 中子数 （A=Z+N） （电荷关系） （质量关系） 核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数 01 人类对原子结构的认识 道尔顿原子模型 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。 英国化学家道尔顿 汤姆生原子模型 原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。 英国物理学家汤姆生 1.近代科学原子论（1803年） 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验，根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。 卢瑟福原子模型 原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。 英国科学家卢瑟福 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 玻尔原子模型 当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。 丹麦物理学家玻尔 电子云模型 奥地利物理学家薛定谔 电子在原子核外空间一定范围内出现，好像一团带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，指电子在某处出现的机会多少。 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 我们在描述核外电子的运动时，只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。电子在原子核外空间一定范围内出现，好像一团带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“电子云” 。 用摄像机拍摄的不同时间氢原子核外电子的位置 将这些照片叠印在一起 2.电子云 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫做电子云。 （1）小黑点代表什么？ 思考与讨论 （2）小黑点的疏密代表什么？ 用小黑点代表电子在核外空间区域出现的机会 小黑点越密，表明电子在该处出现的机会越大 氢电子云轮廓图的绘制过程 是指量子力学描述的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。 探·知识奥秘 一、人类对原子结构的认识 电子云轮廓图 1．成功运用α粒子散射实验研究原子结构的科学家是(　　) 析·典型范例 C A．道尔顿 B．汤姆生 C．卢瑟福 D．玻尔 2．关于“电子云”的描述中，正确的是（ ） 析·典型范例 D A、一个小黑点表示一个电子 B、一个小黑点代表电子的运动轨迹 C、电子云是带负电的云雾 D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现机会的多少 02 原子核外电子的运动特征 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 原子序数 元素符号 原子结构示意图 8 11 16 回忆原子序数和原子结构的关系，并在下表中填入与原子序数对应的原子的元素符号、原子结构示意图。 在含有多个核外电子的原子中，电子的能量往往是不同的，电子是分层排布的。 O Na S 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 分层依据： 电子能量的差异和主要运动区域离核远近的不同。 （1）电子层 电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 离核远近：近 远 能量高低：低 高 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 （2）能级 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，其能量也不完全相同，可以在不同类型的原子轨道上运动，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。 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）。 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 （3）原子轨道 ①原子轨道类型 电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道 p 轨道是纺锤形的,每个p轨道有 个伸展方向,它们相互垂直,分别以px,py,pz表示。 p 电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一电子层中 Px,Py,PZ的能量 。 相 同 3 p轨道 s轨道 s轨道是球形对称的电子层序数n越大，电子能量 ，原子轨道半径 。 越大 越大 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 ②轨道个数 （按轨道在空间的伸展方向） 轨道 轨道个数 表示方法 s p d f 1 3 5 7 用一个小方框表示一个原子轨道 s轨道只有一个伸展方向 p轨道有3个伸展方向，px，py，pz d 轨道有5个伸展方向，更为复杂，不作详细说明 原子轨道的伸展方向=原子轨道数 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 ③原子轨道的表示方法 (原子轨道类型) 如：1s 2s 2p(2px 2py 2pz ) 3d等 ①处于相同电子层的原子轨道能量的高低： ns np nd nf < < < ②形状相同的原子轨道能量的高低： 1s 2s 3s 4s…… < < < ③电子层和形状相同、但伸展方向不同的原子轨道的能量高低： 2px 2py 2pz ＝ ＝ 原子轨道用表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来共同表示 原子轨道能量高低 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 ④电子自旋 每个原子轨道最多只能容纳2个自旋状态相反的电子 用一个小方框表示一个原子轨道，在方框中用“ ”或“ ”表示该轨道上排入的两种不同状态的电子。 1S “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。 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 电子层 原子轨 道类型 原子轨 道数目 可容纳的 电子数目 1 1s 2 2s，2p 3 3s，3p，3d 4 4s，4p，4d，4f n — 1 2 4 8 9 18 16 32 n2 2n2 探·知识奥秘 二、原子核外电子的运动特征 【思考】S原子核外16个电子的运动状态是否一样？ S 均不一样 描述原子核外电子的运动状态（4个方面） ——电子层、原子轨道类型、轨道伸展方向和电子自旋 在同一个原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子。 3．下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是(　　) 析·典型范例 D A．不同电子层中的s原子轨道的能量相同 B．原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2 C．每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数与原子轨道数目相等 D．电子层中所含有的原子轨道类型数等于该电子层序数 4．如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是(　　) 析·典型范例 C A．s能级和p能级的原子轨道形状相同 B．每个p能级都有6个原子轨道 C．s能级的原子轨道半径与电子层序数有关 D．钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 第一单元 原子核外电子的运动 第1课时 人类对原子结构的认识 原子核外电子的运动特征 道尔顿原子模型 汤姆生原子模型 卢瑟福原子模型 电子层 原子轨道类型 轨道伸展方向 理·核心要点 电子云模型 玻尔原子模型 电子自旋 1．下列叙述正确的是(　　) A．钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的高 B．锂原子的1s与2s轨道皆为球形 C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p能级的原子轨道数增多 D．第3电子层可容纳的电子数为9 练·技能实战 B 2．N电子层所含原子轨道类型数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为(　　) 练·技能实战 A．3、9、18 B．4、12、24 C．5、16、32 D．4、16、32 D 3．对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法正确的是(　　) 练·技能实战 D A．电子云形状不同 B．原子轨道的对称类型不同 C．电子(基态)的能量不同 D．电子云空间伸展的方向不同 4．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是(　　) 练·技能实战 B A．2s＜2p B．3px＜3py C．3s＜3d D．4s＜4p 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修2 $