2.1.1原子核外电子的运动特征 学案-2024-2025学年高二上学期化学苏教版选择性必修2

 

 

 

 

 

 

 

【学习目标】

1. 能说明原子结构模型发展演变的历程。

2. 能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状态。

【重点难点】

重点：描述核外电子的运动状态。

难点：描述核外电子的运动状态。

【高考考点】

本节内容涉及的高考考点常以选择和填空题的形式出现。

主要考查描述原子核外电子的运动状态，题目难度适中。

【知识导学】

阅读选修二课本24-30页，完成自主预习

一、人类对原子结构的认识

1．原子结构模型的演变

(1)实心球模型：19世纪，英国科学家道尔顿提出了__________________，认为原子有质量，不可分割。

(2)葡萄干面包模型：19世纪末，英国物理学家汤姆生发现了_________，提出_________普遍存在于原子中。

(3)有核模型：1911年，英国物理学家卢瑟福根据______________实验，认为原子的质量主要集中在_________上，电子在原子核外空间做_________运动。

(4)1913年，丹麦物理学家玻尔研究了_____________后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型：

①原子核外电子在一系列__________________上运动，既不____________，也不____________。

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_________的，即量子化的。

③原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生_________。

当电子吸收了能量后，就会从能量较低的轨道_________到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道上的电子不稳定，当电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，就会发射出光子，发出的光的波长取决于两个轨道的_____________。

2．现代量子力学模型

(1)电子主要在原子核周围的_________区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会______；运动区域距离核远，电子出现的机会______。

(2)电子云：

用小点的疏密描述电子在原子核外空间_____________的大小所得到的图形叫电子云。

用小点代表电子在核外空间区域内______________，小点的疏密与电子在该区域内_____________大小成正比。

(3)电子云轮廓图：是指量子力学描述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，称为____________。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制：

 

 

 

二、原子核外电子的运动特征

1．电子层

根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，认为核外电子处于不同的电子层上。

2．原子轨道与能级

(1)原子轨道与能级的概念

①原子轨道：电子在原子核外的一个___________状态称为一个原子轨道。原子轨道是用___________描述电子在原子核外空间运动的主要区域。

②能级：处于同一电子层的原子核外电子，可以在不同_________的原子轨道上运动，其_________也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。

(2)原子轨道

①类型

原子轨道的伸展方向_________原子轨道数

②表示方法：原子轨道用__________________和____________________________________结合起来共同表示，如1s、2s、2p(2px、2py、2pz)、3d等。

③各电子层包含的原子轨道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	可容纳的电子数
1
2
3
4
n	——

④原子轨道能量高低

3．电子自旋

原子核外电子有____种不同的自旋状态，通常用“↑”和“↓”表示。

【讲授新课】

知识点一　电子云与原子轨道

1．电子及其运动特点?

体积小，质量轻，带负电；绕核转，运动快，测不准(某时刻的位置和速度)。

2．电子云

(1)电子云中的小黑点并不代表一个电子也不代表电子在该处出现过一次。小黑点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现的机会大小。小黑点稀疏的地方，表示电子在该区域内出现的机会小；小黑点密集的地方，表示电子在该区域内出现的机会大。

(2)离核越近，电子出现的机会越大，小黑点越密集。

[注意] 电子云中的黑点绝无具体数目的意义，而有相对多少的意义。单位体积内黑点数目较多(黑点密度较大)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较大；单位体积内黑点数目相对较少(黑点密度较小)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较小。电子的运动无宏观物体那样的运动规律，但有它自身的规律。

3．原子轨道

(1)定义

常把电子在核外出现的概率为90%的空间圈出来，这种电子云轮廓图称为原子轨道。

(2)原子轨道的形状(如下图)

 

 

 

 

 

 

 

 

①电子层数越大，相同形状的原子轨道的半径就越大。

②原子轨道的空间伸展方向决定该轨道类型的个数。

迎刃而解 你能行！肯定行！一定行！

★★1. 下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是（    ）

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，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动

C. p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的轨道数也在增多

D. p轨道与s轨道的平均半径都随电子层序数的增大而增大

★★2. 下列有关原子轨道的描述，正确的是（    ）

A.从空间结构看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道

B. p能级的能量一定比s能级的能量高

C. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

D. 2px、2py、2pz轨道相互垂直，且能量不相等

知识点二　电子层与原子轨道

1.描述核外电子运动状态的参数