专题2 第一单元 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-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套课件PPT（苏教版）

该高中化学课件聚焦原子结构模型演变及核外电子运动特征，从道尔顿近代原子论到量子力学模型，通过表格梳理科学家贡献与观点，搭建历史发展脉络作为学习支架，帮助学生理解模型构建逻辑。 其亮点在于融合科学思维与模型认知，用电子云示意图、能级轨道表格等可视化工具，结合交流研讨与题后总结强化应用。如通过正误判断辨析电子云概念，用轨道能量比较题培养证据推理能力，助力学生构建微观粒子运动认知，也为教师提供系统的教学与评价资源。

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 　 专题 2 第一单元　原子核外电子的运动 1.能举例说明原子结构模型发展演变的历程，认识基于实验证据建 构和优化模型的思路，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心 素养。 2.理解电子云的概念，能用轨道和能级概念描述核外电子的运动状 态，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 学习目标 任务一　人类对原子结构的认识 1 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务二　原子核外电子的运动特征 2 任务一　人类对原子结构的认识 返回 新知构建 1.人类对原子结构的认识演变 时间 科学家 主要贡献 主要观点 19世纪 道尔顿 ____________ 原子有质量，不可分割 19世纪末 汤姆生 __________ “______________”原子结构模型 1911年 卢瑟福 ________________ ______模型或行星模型(原子质量主要集中在原子核上，电子在原子核外空间做高速运动) 近代原子论 发现电子 葡萄干面包式 α粒子散射实验 有核 时间 科学家 主要贡献 主要观点 1913年 玻尔 ___________________ (1)原子核外电子在一系列稳定的__________上运动；(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；(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生______ 20世纪末和21世纪初     量子力学模型 原子结构模型演变图示： 引入量子力学的观点 原子轨道 不连续 跃迁 2.现代量子力学模型 (1)电子主要在原子核周围的球形区域内运动。运动区域距离核近，电子出现的机会大；运动区域距离核远，电子出现的机会小。 (2)电子云 用小点的疏密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电子云。 用小点代表电子在核外空间区域内出现的机会，小点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。 (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，称为原子轨道。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制： 应用评价 1.正误判断 (1)道尔顿的近代原子论是基于实验证据建构和优化模型提出的 ( ) (2)“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点 ( ) (3)玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还能推广到其他原子光谱 ( ) (4)通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动 ( ) (5)电子云表示电子在原子核外运动的轨迹 ( ) × √ × × × 2.图a和图b分别是氢原子的电子云示意图和原子轨道图。下列有关说法正确的是 A.图a中的每个小点表示1个电子 B.图b表示电子只能在球体内出现 C.图b表明氢原子的轨道呈球形， 有无数条对称轴 D.图a中的小点表示某一时刻电子在核外所处的位置 √ 原子轨道只描述了电子出现概率约为90％的空间，B错误；电子云图中的小点只表示电子在此出现的机会大小，而不表示一个电子，A、D 错误。 返回 任务二　原子核外电子的运动特征 返回 新知构建 1.电子层 根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，认为原子核外电子处于不同的电子层上。 电子层n 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 特点 离核由近到远，能量由低到高 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空间运动状态称为一个原子轨道。原子轨道是用量子力学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，可以在不同类型的原子轨道上运动，其能量也不相同，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 原子轨道 形状 延伸方向 轨道数 可容纳的电子数 s 球形 1 1 2 p 纺锤形 3 3 6 d   5 5 10 f   7 7 14 ②表示方法：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，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 1s 1 2 2 2s、2p 4 8 3 3s、3p、3d 9 18 4 4s、4p、4d、4f 16 32 n   n2 2n2 ④原子轨道能量高低 相同电子层的原子轨道中 ns＜np＜nd＜nf 形状相同的原子轨道 2p＜3p＜4p 电子层数和原子轨道形状均相同 2px＝2py＝2pz 比较各电子层或能级中电子能量大小： (1)E(2s)____E(4s)； (2)E(3p)____E(3d)； (3)E(5d)____E(4d)； (4)E(3s)____E(2p)； (5)E(K)____E(L)____E(M)。 交流研讨1 ＜ ＜ ＞ ＞ ＜ ＜ 不同原子轨道能量高低的关系 题后总结 (1)原子核外电子的运动状态包括_______、_____、_________和__________4个方面。同一个原子中，_______(填“存在”或“不存在”)运动状态相同的电子。 (2)镓元素为ⅢA族的金属元素，其原子结构示意图为 ，该元素的原子核外共有___个电子层，第3层上的原子轨道类型为__________。该元素原子的最外层上电子有__种空间运动状态。 交流研讨2 电子层 能级 原子轨道 自旋状态 不存在 4 3s、3p、3d 2 题后总结 应用评价 1.下列关于电子层与原子轨道的说法正确的是 A.不同电子层中的s原子轨道的能量相同 B.原子核外第n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 √ A项，不同电子层中的s原子轨道的能量不同，电子层序数越大，能量越高；B项，每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；C项，每种类型的原子轨道里最多可容纳的电子数是原子轨道数目的 2倍。 2.如图是2pz电子的电子云图，判断下列说法不正确的是 A.2pz轨道上的电子在空间出现的机会分布是z轴对称 B.点密集的地方表明电子出现的机会多 C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动 D.电子云图中的小点代表电子出现的概率 √ 电子云是电子在一定区域内出现机会大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹(或轨道)，故C错误。 3.若原子的电子层数为n，则下列推论不正确的是 A.第n电子层中具有的原子轨道类型为n种 B.第n电子层中具有的原子轨道数为n2个 C.第n电子层中最多具有的电子数为2n2个 D.同一原子轨道上的电子能量一定相同，不同原子轨道上的电子能量一定不同 √ 同一原子轨道上的电子能量一定相同。不同的原子轨道，只要对应的电子层数和原子轨道类型相同，则能量相同，D项错误。 1.某电子层的轨道类型数＝电子层序数(n)。 2.某电子层的轨道数＝电子层序数的平方(n2)。 3.s、p、d、f轨道的轨道数目分别为1、3、5、7。 4.每一个原子轨道最多容纳2个电子。 5.每一个电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数)。 题后总结 返回 随堂演练 返回 √ 1.人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是 A.s轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散 B.p轨道都是纺锤形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同 C.所有p轨道的形状相同，大小相等 D.处于同一原子轨道的电子，自旋状态有两种 不同电子层(n)上的p轨道形状相同，但随着n增大，p轨道越来越大。 √ 2.如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是 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 s轨道为球形，p轨道为纺锤形，A项错误；每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；电子层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；钠原子的电子在6个原子轨道上做高速运动，D项错误。 √ 3.下列说法正确的是 A.1s电子云轮廓图呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B.电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C.ns能级的原子轨道示意图可表示为 D.3d表示3d能级有3个轨道 A项，1s电子云轮廓图呈球形，表示1s电子在空间出现的机会分布呈球形，而不是表示电子做圆周运动；B项，电子云图中的小点仅表示电子在此区域出现的机会；C项，ns能级的原子轨道为球形；D项，3d表示第3电子层上的d轨道。 4.回答下列问题： (1)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是__(填字母)。 a.最易失去的电子能量最低 b.同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同 c.在离核最近区域内运动的电子能量最低 a (2)下列说法正确的是___(填字母)。 A.一个原子轨道上只能有1个电子 B.处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同 C.处在同一电子层上的电子(基态)能量一定相同 D.处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同 (3)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。 ①1s，3d__________；②3s，3p，3d____________； ③2p，3p，4p____________；④3px，3py，3pz______________。 (4)基态铝原子核外电子云有___种不同的伸展方向，共有___种不同能级的电子，有___种不同运动状态的电子。 返回 D 1s＜3d 3s＜3p＜3d 2p＜3p＜4p 3px＝3py＝3pz 4 5 13 课时测评 返回 题点1　人类对原子结构的认识 1.成功运用α粒子散射实验研究原子结构的科学家是 A.道尔顿　　　　　　　 B.汤姆生 C.卢瑟福 D.玻尔 √ 用α粒子散射实验研究原子结构的科学家是卢瑟福。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2.自从1803年英国化学家道尔顿提出了原子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是 A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题 B.汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型成功地解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的 C.卢瑟福原子结构的有核模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系 D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，A项错误；汤姆生“葡萄干面包式”原子结构模型提出了正负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，存在着电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上这样的问题，B项错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子结构的有核模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，C项正确；玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化的概念，只能够解释氢原子光谱，而不能解释比较复杂的原子光谱，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 3.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法不符合这一理论的是 A.电子绕核运动具有特定的半径和能量 B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量 C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量 D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线 √ D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学所建立的量子数来描述核外电子的运动状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 题点2　电子云、电子层与原子轨道 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 A.2s＜2p B.3px＜3py C.3s＜3d D.4s＜4p √ 同一电子层上原子轨道的能量高低为ns＜np＜nd，A、C、D正确，同一能级上各原子轨道的能量相同，3px＝3py，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5.下列说法正确的是 A.第三电子层有s、p两个能级 B.在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 C.第三电子层最多容纳8个电子 D.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2 √ 第三电子层有s、p、d三个能级，A错误；同一电子层中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但电子层较高的s轨道电子能量则比电子层低的p轨道电子能量高，B错误；每个电子层最多可容纳的电子数是2n2，第三电子层最多容纳18个电子，C错误；s轨道最多容纳的电子数为2，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6.在多电子原子中，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。电子层模型被称为洋葱式结构，如图所示： 根据电子层模型，下列说法不正确的是 A.多电子原子的核外电子是分层运动的 B.所有电子在同一区域里运动 C.排在K、L、M层上的电子的能量依次增大 D.多电子原子的核外电子的能量往往不同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 对于多电子原子的核外电子，这些电子的能量往往不同，运动时离核的远近也不同，能量低的在原子核外离核较近的区域出现的机会较多，能量高的在离核远的区域出现的机会较多，所以多电子原子的核外电子是分层运动的，A正确；电子可能在不同区域里运动，B不正确；排在K、L、M层上的电子的能量依次增大，C正确；多电子原子的核外电子的能量往往不同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7.符号3px所代表的含义是 A.px轨道上有3个电子 B.第3电子层px轨道有3个伸展方向 C.px电子云有3个伸展方向 D.第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道 √ p能级有3个原子轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第3电子层沿x轴方向伸展的p轨道。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 8.下列有关电子层和原子轨道的叙述正确的是 A.M电子层有s、p共2个轨道，最多能容纳8个电子 B.3d轨道最多容纳5个电子，3f轨道最多容纳7个电子 C.无论哪一电子层的s轨道最多容纳的电子数均为2 D.任一电子层都有s、p轨道，但不一定有d轨道 √ A项，M电子层有s、p、d共3种不同类型的原子轨道，最多能容纳18个电子；B项，3d轨道最多容纳10个电子，从N电子层开始有f轨道，最多容纳14个电子，不存在3f轨道；C项，每个电子层都从s轨道开始，且s轨道最多容纳2个电子；D项，K电子层只有s轨道，不含有p轨道。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9.在多电子原子中，决定原子轨道能量高低的因素是 ①电子层　②原子轨道类型　③空间伸展方向 ④自旋状态 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ √ 在多电子原子中，轨道能量是由电子层和原子轨道类型决定的，与空间伸展方向和自旋状态无关，答案选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 10.下列说法正确的是 A.因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形 B.电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 √ A中p轨道是纺锤形，是指电子出现机会高的“区域”的形状；B中电子层数为3时，该电子层中有3s、3p、3d三个能级共有九个轨道；C中氢原子中只有一个电子，但轨道不只有一个，可以存在空轨道。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 11.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 √ 钾原子的2s轨道的能量比3p轨道的低，A项错误；s轨道都为球形，B项正确；p能级的原子轨道都是3个，C项错误；每个电子层可容纳的电子数为2n2，故第3电子层可容纳的电子数为18，D项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 12.下列有关原子轨道和核外电子运动状态的说法正确的是 A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量 B.只有在电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋状态都确定时，电子的运动状态才能确定 C.必须在B所述的四个方面都确定时，才能决定组成每一电子层的最多轨道数 D.原子轨道伸展方向与能量大小有关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如4s电子比2p电子能量高，A错误；电子层、原子轨道的类型、原子轨道的伸展方向和电子的自旋状态共同描述电子的运动状态，B正确；每一电子层的最多轨道数与电子的自旋状态无关，C错误；原子轨道的伸展方向与能量大小无关，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 13.某品牌氮化镓充电器是1A1C双口设计，可以支持手机和笔记本一起充电，体积肯定也是足够小巧便携的，而且插脚还能折叠。镓元素为ⅢA族的金属元素，其原子结构示意图为 。下列说法不正确的是 A.该元素的原子核外共有4个电子层 B.第3层上的能级符号为3s、3p、3d C.该元素原子的最外层上电子有3种空间运动状态 D.4s比4p的能量低 √ 该元素最外层有3个电子，占据2个轨道，有2种空间运动状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14.下列说法正确的是 ①原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层时会放出能量； ②M电子层可以有s、p、d、f能级； ③电子由3px轨道跃迁到3pz轨道，吸收能量； ④在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的2个电子； ⑤2s电子云有两个空间取向。 A.①②③ B.①④ C.②⑤ D.③④⑤ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层是由能量较高的电子层跃迁到能量较低的电子层，会放出能量，①说法正确；M电子层有s、p、d 3个能级，没有f能级，②说法错误；3px轨道和3pz轨道能量相同，电子由3px轨道跃迁到3pz轨道不会吸收能量也不会放出能量，③说法错误；同一能级的同一轨道上最多填充2个自旋状态不同的电子，即在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的2个电子，④说法正确；2s电子云呈球形，⑤说法错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15.(12分)回答下列问题： (1)n＝2的电子层有__个能级，___种形状不同的电子云，有___个原子轨道，最多容纳___个电子。 2 2 4 8 第2电子层有2s、2p两个能级，有球形、纺锤形2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz 4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n＝2的电子层最多容纳8个电子。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (2)用相应的符号描述n＝2的所有的原子轨道__________________。 2s、2px、2py、2pz (3)基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为____，占据该电子层电子的电子云轮廓图的形状为_______。 N 球形 K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图为球形。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 16.(6分)(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的机会大小可用_________形象化描述。 电子在原子核外出现的机会大小通常用电子云来形象化描述。 电子云 (2)对于排布在2s轨道上的电子，不能确定的是___(填字母)。 a.电子所在的电子层 b.电子的自旋状态 c.电子云的形状 d.电子云的伸展方向 排布在2s轨道上的电子，在第2电子层的s轨道上，s轨道的电子云形状为球形，不能确定电子的自旋状态。 b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 (3)O2－核外电子占有的原子轨道数目为___。 核外有10个电子，每个原子轨道最多容纳2个电子，故共占据5个原子轨道。 5 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 谢 谢 观 看 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 返回 $