2023-2024学年苏教版选择性必修二专题2第一单元原子核外电子的运动学案.docx

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,进一步认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型。2 .了解原子核外电子的运动特征。3 .了解原子轨道与电子填充顺序。4 .能用电子排布式表示136号元素原子的核外电子排布。5 .知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。学科素养：L进一步丰富物质结构的知识，提高分析问题和解决问题的能力。6 .从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣。自主梳理一、人类对原子结构的认识1 .英国物理学家提出了原子结构的，人们称他为2 .丹麦物理学家玻尔，提出了新的原子结构模型。原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为。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。不同的原子轨道具有的能量，原子轨道的能量变化是的。原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生O3 .氢原子核外电子，当处于状态时，电子主要在周围球形区域运动，用小黑点的疏密来描述电子在空间出现的机会大小所得到的图形叫做O二、原子核外电子的运动特征1 .原子中由内向外的电子层数可取1、2、3、4、5等正整数，相应的电子层符号分别为、等。2 .量子力学研究表明，处于的原子核外电子，也可以在不同类型的上运动。用小写英文字母、表示不同形状的轨道。3 .s电子的原子轨道都是的，能层序数越大，原子轨道的半径op电子的原子轨道是的，每个p能级有个原子轨道，它们相互o而且P电子原子轨道的平均半径也随增大而oas能级各有个轨道，即能级各有个轨道，d能级各有个轨道，能级各有个轨道。4 .原子核外电子还有一种称为“”的运动，常用和表示这两种不同的自旋状态。答案：一、L卢瑟福有核模型原子之父2 .(1)原子轨道不同不连续(3)跃迁3 .能量最低原子核原子核外电子云二、1.KLMNO2.同一电子层原子轨道spdf3.球形越大纺锤形3垂直增大1357 4.自旋向上箭头“t”向下箭头“I”三、核外电子排布遵循的原理1 .原子核外电子排布的轨道能量由低到高的顺序为2 .能量最低原理：原子核外电子先占据能量的轨道，然后依次进入能量的轨道，这样使整个原子处于能量的状态。这一原理称为能量最低原理。3 .泡利不相容原理：原子中同种运动状态的电子只有,即在同一轨道上最多只能容纳自旋状态的个电子，这称为泡利不相容原理。4 .洪特规则：为了使体系的总能量最低，原子核外的电子在能量相同的各个轨道上排布时，总是尽可能以自旋的状态分占的轨道，这称为洪特规则。5 .洪特规则的补充规则能量相同的原子轨道在、和时，体系的能量较低，原子较稳定。能量相同的原子轨道：如P能级的3个轨道，d能级的5个轨道，f能级的7个轨道。相对稳定的状态翁赢嗡dd51I7按此规则,2Cr的电子排布式为A<3d54s”外围电子轨道表示式为。I“tIt3而不是3d4sAr3d'4§2；29CU的电子排布式为Arl3d104/（外围电子轨道表示式为tMtWU7）,而不是3d4sAr3d94s2o答案：三、1.Is、2s、2p>3s、3p4s、3d>4p、5s、4d、5p>6s、4f、5d>6p>7s、5f>6d2.低较高最低3.一个不同两4.相同不同5.全充满半充满全空四、表示原子核外电子排布的化学用语1.电子排布式：如Na；钙的电子排布式为，原子结构示意图为,电子式：。NalT7 pu ,小小 U2 .轨道表示式:用代表一个原子轨道,可用箭头表示一个电子这样的式子称为轨道表示式或电子排布图.如：Fl。Is2s23s3 .外围电子排布式：如氯原子外围电子排布式为,外围电子轨道表示式为O(+22882四、1.ls22s22p63s,ls22s22p63s23p64s23pCOO2r>5UCCa3.3s3p重难点研习研习1人类对原子结构的认识问题探讨1 .电子云图中的一个小点表示一个电子吗？表示电子出现的位置吗？2 .原子核外电子的运动是否遵循宏观物体所具有的运动规律？3 .电子在原子核外空间出现的机会是否有规律？4 .量子力学用什么模型描述核外电子的运动？1 .提示：都不是。电子云图中的一个小点并不代表一个电子，也不表示电子在此位置出现过一次，电子云图只用小点的疏密描述电子在原子核外空间出现机会的相对大小。2 .提示：不遵循。3 .提小：有规律。4 .提示：电子云。重点讲解1 .不同时期的原子结构模型时间或“代1803年1904年1911年1913年20世纪20年代中期原、f结构馍型OOG-锲型名称实心球原子模型“前萄干面包模型核式校型Qt子力学模型相关科学家道尔顿汤姆生卢瑟福玻尔薛定湾2 .卢瑟福原子结构模型卢瑟福在粒子的散射实验基础上，提出了原子结构的有核模型。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。卢瑟福被称为“原子之父”。3 .玻尔原子结构模型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。玻尔原子结构模型内容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。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。原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。4 .基态原子及电子云图基态原子：处于能量最低状态的原子。电子云图：用小点的疏密来描绘电子在原子核外空间出现的机会的大小所得到的图形。用统计图示的方法来形象地描绘电子在产或*原f核外空间出现机会的大小所得到的W1J图形含义用小点代入电夕在核外空间区域出现的L机会用小点的嫉密描述电子在原子核外某区域出现机会的大小研习经典典例1关于电子云的叙述不正确的是（）A.电子云图是用小点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小的图形B.电子云图实际是电子运动形成的类似云一样的图形C.小点密集的地方电子在那里出现的概率大D.轨道不同，电子云的形状也不一样答案：B解析：用统计的方法描述电子在核外空间出现的概率大小的图形称为电子云图，通常用小点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。小点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大，小点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。举一反三1.下列说法正确的是（）A.氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点C.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.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答案：B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项中玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但无法解释多电子原子的光谱。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2 .如图原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆生的观点的是（）A.B.C.D.答案：B解析：卢瑟福提出了原子结构的核式模型；道尔顿认为原子是一个实心的球体；汤姆生发现了电子，并提出了原子结构的“葡萄干面包”模型。3 .原子结构模型是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹,一种原子模型代表了人类对原子认识的一个阶段。描述电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速运动的原子模型是（）A.玻尔原子模型B.电子云模型C.汤姆生原子模型D.卢瑟福原子模型答案：A解析：玻尔原子模型认为原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动。研习2原子核外电子的运动特征问题探讨如图所示，在多电子原子中，核外电子是分层运动的。1.多电子原子中，各电子的能量是否相同？2 .核外电子共分为几个能层？它们的能量高低顺序是什么？3 .M电子层中有几个能级？分别用哪些符号来表示？各能级最多容纳的电子数是多少？4 .多电子原子中，同一电子层各能级的能量是否相同？若不相同，其能量高低顺序是什么？5 .第三电子层中，电子云形状呈纺锤形且沿P轴方向伸展的原子轨道如何表示？6 .第三电子层包含多少个原子轨道？7 .3d轨道与2p轨道能量高低关系如何？1 .提示：各电子的能量是不同的，有的电子能量低，有的电子能量高。2 .提示：核外电子按能量不同共分成7个能层，由内到外的排列序号分别为K、L、M、N、0、P、Q；其能量高低顺序为MK)<TF(L)<£(M)VE(N)<M0)<MP)V£(Q)。3 .提示：M能层中共有3个能级；分别表示为3s、3p、3d；s能级最多容纳2个电子，p能级最多容纳6个电子，d能级最多容纳10个电子。4 .提示：不相同;E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)05 .提示：3p.6 .提示：97 .提示：7(3d)>f(2P)重点讲解1 .电子层与能级电子层：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的电子层，电子层用表示，值越大，能量越高。能级根据多电子原子中同一电子层电子的能量不同，将它们分成不同能级。能级用相应电子层的序数和字母s、p、d、f等组合在一起来表示,如电子层的能级按能量由低到高的顺序排列为s、卬、/2d、等。电子层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系2 .电子层与能级中的四个数量关系任一电子层，能级数=电子层序数，且总是从S能级开始。(2)以s、p、d、f排序的各能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7的2倍。每一电子层中最多容纳的电子数是电子层序数的平方的2倍，即2/(代表电子层序数)。(4)不同电子层中相同能级所容纳的最多电子数相同。3 .电子层中各能级之间能量大小关系不同电子层中同一能级，电子层序数越大，能量越高。例如，Is<2s<3s,2p<3p<4p0同一电子层中，各能级之间的能量大小关系是7S<7p<7d<7f,例如，第四电子层中4sV4pV4dV4f0不同电子层中的不同能级能量高低顺序：7S<(7-2)f<(7-l)d<po4 .原子轨道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。原子轨道能级SPdf形状球形纺锤形伸展方向个数1357含有的原子轨道符号SPx、Py>PZ电子层和形状相同的原子轨道的能量相等：如2p八2p八2d轨道的能量相等。5 .自旋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“t”和“I”表示。重点讲解任何电子层均含有s能级，但不是任何电子层均含有任何能级。电子层序数等于该电子层所包含的能级数，如第四电子层有4个能级：4s、4p>4d、4fo从第三电子层开始出现d能级，且3d能级的能量大于4s能级。研习经典典例2下列有关认识正确的是（）A.各电子层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4B.各电子层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各电子层含有的能级数为一1