专题2 第1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-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套课件PPT（苏教版）

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 学习目标 1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。 2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 3.知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述。 4.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。 5.知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。 重点难点 重点 1.电子云、轨道和能级的概念。 2.原子核外电子排布的构造原理。 3.电子排布式和电子排布图的书写。 难点 1.原子核外电子排布的构造原理。 2.电子排布式和电子排布图的书写。 续表 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 新知探究(一)——人类对原子结构 的认识 新知探究(二)——原子核外电子的 运动特征 课时跟踪检测 目录 新知探究(一)——人类对原子结构 的认识 1.原子结构模型的演变 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 __________ “葡萄干面包式”原子结构模型 1911年 卢瑟福 ______________ 有核模型或行星模型(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) 近代原子论 发现电子 α粒子散射实验 1913年 玻尔 __________________________ ①原子核外电子在一系列稳定的原子轨道上运动; 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 20世纪末和21世纪初 — — 量子力学模型 引入量子力学的观点 续表 原子结构模型演变图示: [微点拨]　当电子吸收了能量后，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。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，发出光的波长取决于两个轨道的能量之差。 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____;运动区域距离核远，电子出现的机会____。 (2)电子云:用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的______大小所得到的图形叫做电子云。 用小点代表电子在核外空间区域内出现的______，小点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成______。 大 小 机会 机会 正比 题点多维训练 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (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)汤姆生提出的“葡萄干面包式”原子结构模型。( ) (3)玻尔认为，原子轨道的能量变化是不连续的，即量子化的。( ) (4)在电子云图中，1个小点代表一个电子。( ) × √ √ × 2.下列说法正确的是 (　　) A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹 B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点 C.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 D.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动 解析:A项，电子云表示电子在原子核外空间出现的机会大小，不是表示电子运动的轨迹;C项，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对多电子原子的光谱难以解释。 √ 3.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 √ 解析: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。 新知探究(二)——原子核外电子的 运动特征 1.电子层 根据电子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____到____，能量由____到____ 近 远 低 高 2.原子轨道与能级 (1)概念 ①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______也不相同，故可将同一电子层进一步划分为不同的能级。 [微点拨]　决定电子能量高低的因素 ①电子层:原子轨道符号相同时，电子层序数越大，电子能量越高。 ②原子轨道:在同一电子层的不同原子轨道中，s、p、d、f轨道的能量依次升高。 能量 (2)原子轨道的类型和伸展方向 ①原子轨道的类型不同，能量______，形状也______。 ②形状相同的原子轨道在原子核外空间有不同的__________。 (3)原子轨道的表示方法 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。 不同 不同 伸展方向 原子轨道 形状 延伸方向 轨道数 可容纳的电子数 s ______ 1 ___ ____ p ________ ___ ___ ___ d — ___ ___ ____ f — 7 7 14 原子轨道的伸展方向=原子轨道数 球形 1 2 纺锤形 3 3 6 5 5 10 (4)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 (5)原子轨道能量高低 3.电子的自旋运动 原子核外电子还存在一种称为“______”的运动，可以有两种不同的状态，通常用“↑”和“↓”表示。 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 < < < < < = = 自旋 应用化学　 镓元素为ⅢA族的金属元素，其原子结构示意图为 。 1.该元素的原子核外共有多少个电子层?第3层上的轨道符号如何表示? 提示:该元素的原子核外共有4个电子层，第3层上的轨道符号分别为3s、3p、3d。 2.该元素原子的最外层上电子有多少种空间运动状态? 提示:2种。 3.4s和4p哪个能量更高? 提示:4p。 题点多维训练 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量相等。( ) (2)2p、3p、4p轨道的轨道数依次增多。( ) (3)2p轨道和3p轨道的形状相同，能量也相同。( ) (4)每一电子层最多可容纳的电子数是2n2。( ) √ × × √ √ 2.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 解析: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。 3.下列有关认识正确的是 (　　) A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7 B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C.各能层含有的能级数为n-1 D.各能层含有的电子数为2n2 解析:各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，A正确;各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级个数与能层数相等，所以有的能层不含f能级，如第一能层只有1s能级，B错误;各能层含有的能级数与其能层数相等为n，C错误;各能层含有的电子数最多为2n2，且最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子，倒数第三层不能超过32个电子，D错误。 √ 4.(2025·徐州中学月考)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 解析: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。 √ 5.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是 (　　) A.在同一原子中，2p、3p、4p……原子轨道数依次增多 B.在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同 C.在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，其运动状态一定相同 D.在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径相同 解析:同一原子中，不同电子层，相同类型轨道的轨道数相同，故A错误;在同一轨道上运动的电子，其能量一定相同，故B正确;在同一电子层、原子轨道形状相同的原子轨道上运动的电子，或者轨道不同，或者自旋状态不同，其运动状态一定不相同，故C错误;在同一原子中，1s、2s、3s、4s……原子轨道的平均半径增大，故D错误。 √ 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 √ 一、选择题 1.原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。提出轨道模型的科学家是(　　) A.玻尔 B.汤姆生 C.卢瑟福 D.道尔顿 解析:汤姆生提出了原子结构的“葡萄干面包”模型，B项错误;卢瑟福提出了原子核式结构模型，C项错误;道尔顿提出了原子论，D项错误。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 2.下列说法正确的是 (　　) A.氢原子光谱是元素的所有光谱中最复杂的光谱之一 B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D.原子中电子在具有确定半径的原子轨道上像火车一样高速运转着 解析:A项中氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱。C项，氢原子中有一个电子，但轨道不只有一个，可以存在空轨道。D项，原子中电子的运动没有确定半径的原子轨道，原子轨道是电子运动出现的“区域”。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 3.下列关于电子云的叙述不正确的是 (　　) A.电子云是用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率大小的图形 B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形 C.电子云图说明离核越近，电子出现概率越大;离核越远，电子出现概率越小 D.若电子云的形状与大小不一样，则轨道不同 12 14 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 解析:电子在原子核外空间做高速运动，其质量很小、惯性小、运动速度很快，我们不可能像描述宏观物体那样指出其运动的轨迹，只能指出其在原子核外空间某处出现机会的大小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。小点密集的地方，表示电子在该处单位体积内出现的概率大;小点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率小。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 4.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 解析: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。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 5.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 解析: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。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 6.下列说法正确的是 (　　) A.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B.同一原子中，2p上的电子较3p上的电子离核远 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层含有的能级数为n(n为能层序数) 12 14 15 解析:同一能级，能层越大，能级上电子的能量越大，所以同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故A错误;同一原子中，2p上的电子在第二能层，3p上的电子在第三能层，所以3p上的电子离核更远，故B错误;能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，故C错误;各能层含有的能级数与其能层数相等，即第n能层含有n个能级，如第一能层能级数为1，故D正确。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 7.下列有关核外电子运动状态的说法正确的是 (　　) A.电子自旋就是电子围绕轴“自转” B.原子轨道可用来描述核外电子的运动状态 C.第2电子层有自旋相反的两个轨道 D.原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 解析:电子的自旋表示处于同一原子轨道上电子的量子化运动，自旋不是“自转”，A项错误;原子轨道可用来描述核外电子的运动状态，而不是运动轨迹，B项正确，D项错误;第2电子层有4个轨道，分别为2s、2px、2py、2pz，C项错误。 12 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 8.下列原子轨道中最多能容纳电子数为10的是 (　　) A.s轨道 B.p轨道 C.d轨道 D.f轨道 12 14 15 解析:s轨道有1个轨道，最多容纳2个电子;p轨道有3个轨道，最多容纳6个电子;d轨道有5个轨道，最多容纳10个电子;f轨道有7个轨道，最多容纳14个电子。 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 9.下列关于d轨道的说法错误的是 (　　) A.M层才开始出现d轨道 B.d轨道最早出现在第4周期元素 C.3d轨道能量高于3p轨道 D.d轨道有10种空间伸展方向 12 14 15 解析:d轨道开始出现在M层，但最早出现在第4周期元素，3d轨道能量高于3p轨道，A、B、C正确;d轨道有5种空间伸展方向，D错误。 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 √ 10.(2025·厦门一中阶段练习)下列说法正确的是 (　　) A.n=3的电子层可以有轨道3s、3p、3d、3f B.3pz表示有3个pz轨道 C.原子中在同一原子轨道上运动的电子能量相同 D.2s电子云有两种空间取向 解析:n=3的电子层没有3f轨道，A项错误。“3pz”表示第3电子层p电子云中的z轨道，B项错误。所谓电子云的空间取向，即原子轨道，ns、np、nd、nf中的原子轨道数分别为1、3、5、7，与n值无关，D项错误。 12 14 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 11.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 解析:p轨道有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。 √ 12 14 15 12 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 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 14 15 √ 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 解析:在基态多电子原子中，p轨道电子的能量不一定高于s轨道电子的能量，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。 12 14 15 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 二、非选择题 13.(8分)回答下列问题: (1)可正确表示原子轨道的是_____(填字母)。  A.2s B.2d C.3p D.3f (2)基态Si原子中，电子占据的能量最高电子层符号为_____，该电子层具有的原子轨道数为____，实际容纳的电子数为____。  12 14 15 解析:(1)L电子层只有s、p能级，M电子层只有s、p、d能级，故选A、C。(2)根据核外电子排布规律，能量高的在离核远的电子层运动，基态Si原子有K、L、M 3个电子层，电子占据的能量最高电子层为M层。该层有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道共9个轨道，Si原子M层实际容纳了4个电子。 AC M 9 4 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 14.(9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)用相应的符号描述n=2的所有的原子轨道___________________。  (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______。  12 14 15 解析:(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p 2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz4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。(3)K原子核外有4个电子层，N层上只有1个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图为球形。 2 2 4 8 2s、2px、2py、2pz N 球形 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 15.(12分)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，下同)。  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 12 14 15 a 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 (2)下列说法正确的是____。  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 12 14 15 D 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 13 3 (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。  12 14 15 1s<3d 3s<3p<3d 2p<3p<4p 3px=3py=3pz 4 5 13 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $