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高中化学苏教版选修三专题2 第1单元 第1课时原子核外电子的运动特征


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第1课时

第一单元
第 1 课时
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原子核外电子的运动
原子核外电子的运动特征

[学习目标定位] 熟知原子的构成,理解“电子云”的概念,会描述 原子核外电子的运动特征。

知识·回顾区<

br />
第1课时

1.构成原子的微粒及性质
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构成原子 的粒子 电性和 电量 质量/kg 相对质量

电子

原子核 质子 中子

1个电子带1个 1个质子带1 _____________ _____________

单位负电荷 ____________
9.109×10
-31

个单位正电荷 _____________
1.673×10
-27

不显 ____ 电性 ____
1.675×10
-27

1 _________ 1 836

1.007 ________

1.008 _______

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2.粒子符号中各数字的含义

第1课时

化合价
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质量数
所带正、负电荷数

质子数(核电荷数)

所含X原子数

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第1课时

3.回答下列问题 (1)AR,核外电子数= Z ,中子数= A-Z 。 Z
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+ (2)ARn ,核外电子数= Z-n ,中子数= A-Z 。 Z - (3)ARn ,核外电子数= Z+n ,中子数= A-Z 。 Z

(4)某元素 R 的阴离子 R2 核外共有 a 个电子,核内共 有 b 个中子,则表示 R 原子的符号为
a+b-2 a-2R





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第1课时

探究点一
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电子云与原子轨道
-31

1.原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10 kg),带 负 电荷; (2)相对于原子和电子的体积而言,电子运动的空间 很大 ; (3)电子运动的速度 很快 ,接近光速(3.0×108 m·-1)。 s

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第1课时

2.电子在核外空间做高速运动, 不能 确定具有一定运 动状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何
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处,只能确定它在原子核外各处出现的 概率 ,得到 的概率分布图看起来像一片云雾,因而被形象地称作

电子云 ________。

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第1课时

3.将电子出现的概率约为 90%的空间圈出来,制作电子 云的轮廓图,便可描绘 电子云的形状 。电子云的轮
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廓图称为 原子轨道 轮廓图的绘制:

。如氢原子核外电子的电子云

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第1课时

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学习·探究区

第1课时

[归纳总结] (1)电子云图中的小点不代表电子,小点代表电子在原子核
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外空间区域内出现的 机会 ,小点的疏密表示电子在空间出 现

机会的大小



(2)原子轨道(电子云轮廓图)是原子核外电子空间运动状态 的描述。如氢原子核外电子运动的轨道为球形。

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[活学活用] 1.有关核外电子运动规律的描述错误的是 ( ) A.核外电子质量很小,在原子核外做高速运动
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第1课时

B.核外电子的运动规律与普通物体不同,不能用 牛顿运动定律来解释 C.在电子云示意图中,通常用小黑点来表示电子 绕核做高速圆周运动 D.在电子云示意图中,小黑点密表示电子在核外 空间单位体积内出现的机会大

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第1课时

解析

电子云图中的小黑点自身并没有意义,一个小

黑点并不代表一个电子,也就不能说“一个小黑点代 表电子在此出现过一次”,因为它只是一种统计的结
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果。小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出 现机会的大小。电子云是一个比喻的说法,好像带负 电荷的云雾笼罩在原子核周围,电子云只是对原子核 外电子运动特征的一种形象描述。
答案 C

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探究点二 原子核外电子的运动特征

第1课时

1.电子层(能层) (1)如图所示,在多电子原子中,核外电子是 分层 运动
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的, 能量高 的电子在离核远的区域里运动, 能量低 的 _ 电子在离核近的区域里运动。 这也说明多电子的原子中电 子的 能量 是不同的。 能量不同的电子在 核外不同 的区 域内运动,这种不同的区域称为能层,即电子层(n)。

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(2)电子层的表示方法: 电子层 符号
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第1课时

1 K 2

2 L

3 M

4 N

5 O

6 P

7 Q ?

? ?

最多容纳 电子数 离核远近 能量高低

8 18 32 50 __ 由近 远 ___________ 由低 高 ____________

(3)原子核外电子的每一电子层最多可容纳的电子数与 电子层的序数(n)间存在的关系是 2n2 。

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2.原子轨道类型(能级)

第1课时

(1)在含有多个电子的原子中,在同一电子层(即 n 相同)的 电子, 能量也可能 不相同 , 可以把它们分为不同的能级。
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不同的能级其电子云的形状 不相同 ,即同一电子层中含 有不同类型的原子轨道,分别用 s、p、d、f 表示。 (2)原子轨道的形状:s 电子原子轨道是 球 形的,p 电子原 子轨道是 纺锤 形的,d 电子原子轨道是梅花形的。 (3)在同一电子层上不同类型原子轨道的能量由低到高的顺 序是 ns<np<nd<nf 。

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第1课时

3.原子轨道数目(电子云伸展方向) (1)同一类型的原子轨道(同一能级)电子云的形状 相同 , 但伸展方向 不一定相同
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伸展方向的电子云 。 每一种________________

代表一个原子轨道。

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第1课时

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(2)各类型原子轨道(能级)含有的轨道数:s 能级没有伸展 三种 方向(球形对称,所以只有 一个 s 轨道);p 能级有_____ 伸展方向,即有 px、py、pz 三个 原子轨道;d 能级有

五种 ______伸展方向,即有 五个 原子轨道;f 能级有七种 伸
展方向,即有 七个 原子轨道。 (3)同一电子层同一类型的不同原子轨道的能量 相同 。

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第1课时

4.电子自旋 原子核外电子还有一种称为“自旋 ”的运动。可
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↓ 以有 两 种不同的状态,通常用“ ↑ ”和“ ”
来表示不同的自旋状态。

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[归纳总结] (1)轨道的能量高低比较 原子轨道
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第1课时

能量高低

同电子层上的原子轨道 形状相同的原子轨道 电子层数相同,形状 也相同的原子轨道

< ns___np< nd < nf
1s < 2s< 3s < 4s 2px = 2py = 2pz

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第1课时

(2)在任何一个原子中找不到两个运动状态完全相同的电 子:原子核外电子按能量不同分为不同的电子层 ,各电子
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层又按能量不同分为不同的 轨道 , 每个轨道中又分为能量 相同但空间取向不同的 伸展方向 , 每个原子轨道中最多 填充 2 个 自旋状态 不同的电子。

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[活学活用]

第1课时

2.下面有关“核外电子的运动状态”的说法,错误的是 (
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)

A.各原子轨道的伸展方向种数按 p、d、f 的顺序分别为 3、5、7 B.只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向及电 子的自旋方向都确定时,才能准确表示电子的运动 状态 C.同一个原子的原子核外可能有两个电子的运动状态 是相同的 D.原子轨道伸展方向与能量大小是无关的

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第1课时

解析

p、d、f 轨道的伸展方向种数分别为 3、5、7 种;

原子核外电子的运动状态由电子层、原子轨道、原子轨 道伸展方向及电子的自旋 4 个方面确定;同一个原子的
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原子核外不可能有任何两个电子的运动状态是完全相同 的;相同原子轨道的不同伸展方向能量相同。 答案 C

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第1课时

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自我·检测区

第1课时

1.观察 1s 轨道电子云示意图,判断下列说法正确的是
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(

)

A.一个小黑点表示 1 个自由运动的电子 B.1s 轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在 1s 轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D. 轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出 1s 现机会的大小

自我·检测区
解析

第1课时

尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位

置,但能够统计出电子在什么地方出现的概率大,在什 么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外 空间的分布状况,人们常用小黑点的疏密程度来表示电
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子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方,表示电 子在那里出现的概率大;点稀疏的地方,表示电子在那 里出现的概率小。由图可知,处于 1s 轨道上的电子在空 间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近 出现的概率最大,离核越远,出现的概率越小。

答案 D

自我·检测区
2.下列说法中不正确的是 依次增大
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第1课时

(

)

A.同一原子中,2s、3s、4s 轨道离原子核的平均距离 B.同一原子中,2p、3d、4f 轨道的轨道数依次增多 C.p 轨道呈纺锤形,随着电子层的增加,p 轨道的数 量也在增多 D.对于 npx、npy、npz 轨道上的电子,具有相同的能 量,其电子云的形状也相同

自我·检测区

第1课时

解析 同一原子中,电子层数越多,表示原子轨道离原子 核的平均距离越大,A 正确;
2p、3d、4f 轨道的轨道数依次为 3、5、7,依次增多,B 正确;
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无论在哪个电子层,p 轨道数都是 3 个,C 错误;
同一电子层形状相同的原子轨道的能量相等, 其电子云的 形状也相同,D 正确。
答案 C

自我·检测区

第1课时

3.下列各电子层中不包含纺锤形轨道的是 A.N
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( D )

B.M

C.L

D.K

解析

p 轨道呈纺锤形,K 层只包含 s 轨道,其他电

子层均包含 p 轨道。

自我·检测区

第1课时

4.n 为 3 的电子层中 A.只有 s 和 p 轨道
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( B ) B.只有 s、p 和 d 轨道 D.有 s、p、d 和 f 轨道

C.只有 s 轨道

自我·检测区

第1课时

5.下列原子轨道中,可容纳电子最多的是 A.6s C.3d
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( C )

B.4p D.7s

自我·检测区

第1课时

6.回答下列问题:
2 (1)n=2 的电子层有______种原子轨道,分别用符号 2s、2p ______表示; 4 (2)n=4 的电子层有________种原子轨道,最多容纳 32 的电子数是________。

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