2022年原子结构精品教案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载原子结构精品教案教学目标才能目标：1. 对概念的懂得才能和分析才能；2. 空间的想象才能和抽象思维才能；3. 分析推理才能；学问目标：1. 把握原子构成的初步学问；构成原子的粒子间的关系；2. 原子核外电子运动的特点；3. 明白核外电子的分层排布规律,能画出 情感目标：1. 培育同学的唯物观,世界是物质的；2. 物质的运动是有规律的；3. 培育同学用普遍联系的观点分析问题；教材分析 本节教材分三部分；118 号元素的原子结构示意图教学建议第一部分表达原子核的结构,用生动形象的比如说明原子核体积很小；然后以列表的形式给出构成原子

2、的粒子及其性质；在中学学习的基础上简洁的加以概括；依据原子不显电性和电子质量很小,可以忽视不计的事实,归纳出两个关系式；初步介绍 的含义；其次部分表达原子核外电子运动的特点,重点阐述了电子的运动与一般宏观物体的运动不同,它没有确定的轨道,因而自然引出电子云的概念,给出在通常状况下氢原子电子云示意图；电子云的概念是本节的一个难点,同学懂得起来有困难,因此教材中供应了一段阅读材料,用形象的语言帮忙同学懂得抽象的概念；第三部分是原子核外电子的排布；教材采纳同学争论填表的形式,培育他们的思维才能和学习的积极性； 最终教材给出关于原子结构模型演化的阅读材料,对同学进行化学史训练,同时使他们体会到人类对客

3、观事物的熟悉是不断深化,不断进展的；与旧教材相比,新教材把旧教材中原子核和原子核外电子的排布两节内容进行重组,把相关内容合并在一起,使得原子的结构,原子核,核外电子的运动特点和排布等内容浑然一体；渗透辩证唯物主义观点的训练和化学史训练,培育同学的辩证思维,否定之否定规律： 如“ 原子结构模型的演化” 和丰富多彩的化学反应就是否定之否定规律的详细表达；事实上, 自然界中的一切事物都是在不断否定的过程中向前进展的；没有否定,就没有创新；没有否定,就没有发展；本节教学重点：原子核外电子的排布规律；本节教学难点：原子核外电子运动的特点,电子云,原子核外电子的排布规律；核外电子排布的教学建议名师归纳总结

4、 中学已学过一些原子核外电子的排布规律；在本节的教学中, 老师可指导同学争论教材表“ 稀第 1 页,共 25 页有气体元素原子电子层排布” ,依次依据课本的争论题组织课堂争论,引导同学发觉规律,并当- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 堂完成表 “ 核电荷数为学习必备欢迎下载、表“ 核外电子分层排布的一般规律”120 的元素原子核外电子层排布”的填空内容；“ 能量最低原理” 一词,课本上没有显现,但内容表达了这层涵义；老师讲课时虽然不必强调这一名词, 可是应当讲清 “ 电子总是尽先排布在能量最低的电子层里”量最低原理” 的原子结构示意图,组织同学辨认、改正

5、；,仍可以编一些违反 “ 能例如,钠的原子结构示意图写成,错在哪里？关于各电子层最多能容纳多少电子的问题,可第一引导同学回忆 l 18 号元素的原子结构示意图,完成表“ 核电荷数为 120 的元素原子核外电子层排布” ；在此基础上,组织同学阅读课本的表“ 稀有气体元素原子电子层排布” ,分析稀有气体元素原子的电子层排布情形,得出每个电子层最多容纳 个电子的结论；详细分析过程建议采纳以下表格形式：为了巩固这一内容,可以编写一些违反各电子层最多容纳 规律的课堂练习；例如,氯原子结构示意图写成 是否正确？说明理由；对于最外层、次外层、倒数第三层最多容纳电子数的争论,建议结合课本的表 5 2 由老师设

6、问：最外层最多能容纳几个电子？从哪种元素能判定你的结论是正确的？次外层不超过几个电子？从哪种元素能判定你的结论是正确的？进而作出分析归纳；练习；例如,以下原子结构示意图是否正确？也应编写一些违反此规律的课堂教学过程中应结合本章教材内容,组织同学画 118 号元素的原子结构示意图；另外,老师要指出,核外电子的排布是经过大量科学试验争论显现的,并不是人为编制的核外电子运动特点的教学建议名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 这段内容很抽象,学习必备欢迎下载教学中应建议讲课时尽量用直观教具和形象的比如使抽象的概念详细化；当尽力

7、培育同学的空间想象才能、抽象思维才能和科学的分析推理才能；建议老师在教学中采纳“四步走 ” 的方法：（l）复习中学化学介绍的原子核外电子的运动特点；（2）揭示核外电子的运动规律；（3）介绍 “电子云 ”；（ 4）熟悉氢原子的电子云；“ 电子云 ”的概念比较抽象； 利用肯定的教具或用微机制成三维动画进行争论,是一种很好的方法；参照教材给氢原子照相的方法,将投影片或幻灯片逐张重叠投影或放映出来,也可以达到抱负的成效；应使同学正确懂得课本在通常状况下氢原子电子云示意图中的小黑点只是表示氢原子核外的一个电子曾经在这里显现过的“痕迹 ”,绝不是很多个电子在核外运动的状态；正确熟悉原子的构成原子是物质进行

8、化学变化的最小微粒；原子有复杂的结构,要求同学学好原子结构要抓住以下三点：（ 1）把握构成原子的三种微粒：原子由原子核和核外电子构成,原子核在原子的中心,由带正电的质子与不带电的中子构成,带负电的电子绕核作高速运动；也就是说,质子、 中子和电子是构成原子的三种微粒；在原子中,原子核带正电荷,其正电荷数由所含质子数打算核电荷数核内质子数（Z）原子是电中性的,质子数与电子数的关系是：核内质子数核外电子数电子的质量很小,仅约为质子质量的 数与中子数之和叫质量数1/1836 ,原子的质量集中在原子核上,原子核内质子质量数（ A）质子数（Z）中子数（N）质子、中子、电子三种微粒的性质、作用和相互关系,可

9、以列表归纳如下：（ 2）把握原子核外电子的排布规律 核外电子绕核运动的特点,可以用“ 微小的质量（）” 、“ 微小的运动范畴（直径）” 、“ 极高的运动速度” 、“ 无确定轨道” 这四句话来概括,好象是带负电的云雾覆盖在原子核四周,可以形象地称之为电子云；名师归纳总结 在含有多个电子的原子里,电子的能量和距离远近不同,分为不同的电子层,离核最近的叫第一第 3 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 层,又称 K 层；离核稍远叫其次层,又称学习必备欢迎下载M层；第四层叫N 层；试验证明核外电L 层；第三层叫子最多分为7 层；KLMNOPQ符号层

10、数1234567核外电子分层排布的规律是： 14 层各电子层（n）最多容纳的电子数目是 K 层为最外层时,最外层电子数不超过两个；其它层为最外层时,最外层电子数不超过 8个；次外层电子数目不超过 18 个,倒数第三层电子数目不超过 32 个；核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层,只有当能量最低电子层排满后,才由里往外,依次排布在能量较高的电子层里；要求同学依据上述规律,能够娴熟排出118 号元素的核外电子排布,并精确画出它们的原子结构示意图；原子核的教学建议结合中学的学问复习原子结构的有关内容：原子的构成、 原子的特点、 原子核的构成以及质子、中子、电子的质量和电性；然后组织同学阅读教材中“

11、 构成原子的粒子及其性质” 的图表,归纳出核电荷数与质子数、电子数之间的关系；通过争论三种粒子的质量,引出质量数的概念,由于电子的质量很小,可以忽视；因此导出质量数与中子数、质子数的关系；最终明确 符号的含义,得出组成原子的粒子间的关系：课题：第一节 原子结构第一课时教学目标：学问目标：把握原子构成的初步学问；构成原子的粒子间的关系；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载才能目标：情感目标：1. 培育同学的唯物观,世界是物质的；2. 物质的运动是有规律的；3. 培育同学用普遍联系的观点分析问题；教学重

12、点：构成原子的粒子间的关系教学过程：引入 ：前面我们学习了典型金属元素碱金属和典型非金属元素卤素的学问,性质的形似与递变和结构有亲密的联系,从今日开头我们将学习有关物质结构的学问；提问 ：中学化学学习了哪些有关原子结构的学问？小结并板书 ：核电荷数核内质子数核外电子数指导同学阅读：教材中有关原子及其组成粒子的质量的内容让同学辨析 ：肯定质量和相对质量,第一,争论肯定质量 （真实质量） ,质子的肯定质量为 1.6726 1027kg,电子的质量大约是质子质量的,然后引导同学得出结论：既然是相对质量,就得有一个质量标准,提问同学：这个质量标准是什么？同学运算 ：质子的相对质量为1.007 ,中子的

13、相对质量为1.008 ,并且引导同学回忆相对原子质量的概念；名师归纳总结 表达 ：忽视电子的质量,将原子核内全部的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数第 5 页,共 25 页值,叫做质量数,符号A；板书 ：质量数（ A）质子数（Z）中子数（ N）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载12 的钠原子为例；摸索 ：某原子的质量数能否为小数？以质子数为11,中子数为同学争论 ：老师评判 ：质量数是整数值摸索 ：质量数表示原子的质量关系,质子数、中子数是数量关系,为何二者能画等号？同学争论 ：老师评判 ：质量数质子相对质量中子相对质量1

14、个质子相对质量 质子数1 个中子相对质量 中子数,由于二者的相对质量均近似为 1,所以才有：质量数（A）质子数（ Z）中子数（ N）,从而把质量关系和数量关系联系了起来；小结 ：表达 ：的含义；观看视频 ：原子的结构练习巩固 ：1. 已知 五种简洁离子的核外电子数相等,与它们对应的原子的核电荷数由大到小的次序是；参考答案： E、D、C、B、A2现有）和两种离子,它们的电子层结构相同,就与以下式子有相等关系的是BCD（A参考答案： B名师归纳总结 3某元素的阳离子,核外共用x 个电子,原子的质量数为A,就该元素原子里的中子数为第 6 页,共 25 页（）- - - - - - -精选学习资料 -

15、 - - - - - - - - AB学习必备欢迎下载DC参考答案： A4（ 94 上海）某微粒用表示,以下关于该微粒的表达正确选项（） B 所含中子数AZA所含质子数An C所含电子数Zn D质量数 ZA参考答案： B5（ 95 全国）据报导,1994 年 12 月科学家发觉了一种新元素,它的原子核内有 161 个中子,质量数 272；该元素的原子序数为（）A111 B 161 C272 D 433参考答案： A板书设计：第一节 原子结构一、原子核1课题：第一节 原子结构其次课时教学目标：学问目标：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 25 页精选学习资料 - - - -

16、- - - - - 学习必备 欢迎下载1. 原子核外电子运动的特点；2. 明白核外电子的分层排布规律,能画出才能目标：1. 空间的想象才能和抽象思维才能；2. 分析推理才能；情感目标：1. 培育同学的唯物观,世界是物质的；2. 物质的运动是有规律的；3. 培育同学用普遍联系的观点分析问题；教学重点：原子核外电子的排布规律118 号元素的原子结构示意图教学难点：原子核外电子运动的特点,电子云,原子核外电子的排布规律；教学过程：引入 ：一般物体的运动有固定的轨迹,可以测定或依据肯定的数据运算出来在某一时刻的位置,并且能描画出其运动轨迹；而原子核外电子的运动没有固定的轨迹,不能测定或运算出电子在某一

17、时刻的位置,也无法描画出其运动轨迹；但是电子的运动并不是毫无规律可循的；今日我们将学习有关核外电子运动的学问；板书 ：二、核外电子运动特点1. 核外电子运动的特别性：质量小带负电荷,运动范畴小,速度快,与宏观物体不同；表达 ：我们在描述核外电子的运动时,只能指出它在原子核外空间某处显现机会的多少；电子在原子核外空间肯定范畴内显现,可以想象为一团带负电荷的云雾覆盖在原子核四周,所以, 人们形象地把它叫做“ 电子云”板书 ：2. 电子云投影演示 ：采纳给氢原子照相的比如来讲解电子云概念,将事先绘制的投影片逐张重叠放映出来,使同学对电子在原子核外的运动情形有生动鲜明的印象,从而形成电子云的概念；阅读

18、 ：教材中氢原子核外电子运动的相关内容同学争论 ：氢原子电子云示意图呈什么外形？小黑点的分布有什么规律？电子在核外单位体积空间中显现机会的多少与离核远近有什么关系？名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 师生共同小结：（ 1）呈球形对称；（学习必备欢迎下载3）在离核近2）在离核近处密度大,离核远处密度小；（处单位体积的空间电子显现的机会多,在离核远处单位体积的空间电子显现的机会少；老师举例 ：蜜蜂采蜜,其行踪没有规章,但是哪里花多,它在哪里显现的几率就越多；过渡 ：氢原子只有一个电子,因此其运动情形比较简洁；钠原子核外有

19、11 个电子,这11 个电子的运动情形同样可以用电子云来描述,但是这 结构示意图；11 个电子各有其运动区域；让同学画出钠原子的表达 ：我们把核外电子运动的不同区域看成不同的电子层,并用 n1、2、3、4、5、6、7 表示从内到外的电子层,这七个电子层又可分别称为板书 ：三、原子核外电子的排布规律1. 核外电子是分层排布的K、L、M、N、O、P、Q 层；2. 不同电子层上的电子能量不同,离核越近,能量越低；提问 ：氯原子有几个电子层,每层有几个电子,能量最高的电子在哪一层？3. 电子优先排布在能量最低的电子层里；提出 ：每个电子层最多可以排布多少个电子呢？请同学们争论一下稀有气体元素原子电子层

20、排布的情形,自己得出结论；同学争论 ：小结 ：4. 每个电子层所能容纳的电子数为2n2（n 为电子层数）；提问 ：第 N 层最多能容纳多少电子？那么教材中氙原子核外电子排布为 只有 18 个电子,为什么？指导同学填表：1 20 元素原子的核外电子排布,找出规律；2、8、18、 18、8；N 层小结 ：5. 最外层电子数不超过8 个（ K 为最外层时不超过2 个）,次外层不超过18 个,倒数第三层不超过32 个；提问 ：原子结构示意图错在哪里？练习巩固 ：名师归纳总结 1. 某元素原子的最外层电子数为次外层电子数的3 倍,就该元素原子核内质子数为（）第 9 页,共 25 页A3 B 7 C8 D

21、 10- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载答案： C2. （97 年高考题）以下各组微粒中,核外电子总数相等的是（）（ A）（B）（ C）（D）答案： D作业 ：本节书后练习板书设计：二、核外电子运动特点1. 核外电子运动的特别性：质量小带负电荷,运动范畴小,速度快,与宏观物体不同；2. 电子云三、原子核外电子的排布规律1. 核外电子是分层排布的2. 不同电子层上的电子能量不同,离核越近,能量越低；提问：氯原子有几个电子层,每层有几个电子,能量最高的电子在哪一层？3. 电子优先排布在能量最低的电子层里；4. 每个电子层所能容纳的电子数为

22、 2n 2（n 为电子层数）；5. 最外层电子数不超过 8 个（ K 为最外层时不超过 2 个）,次外层不超过 18 个,倒数第三层不超过 32 个；典型例题名师归纳总结 例 1 某元素的阳离子,核外共用x 个电子,原子的质量数为A,就该元素原子里的中第 10 页,共 25 页 B 子数为（）A- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - C D 学习必备欢迎下载挑选目的：这是一道考查原子和离子中关于质子数、的挑选题；中子数、 核外电子数、质量数之间关系解析： 依据质量关系：质量数质子数中子数,因此要求中子数必需先要知道质量数和质子数；依据题意,质量数为已知,而质

23、子数就可依据该离子所带电荷数和它的核外电子数求得；也为阳离子核外电子数为x,就该阳离子对应原子的核外电子数是,核内的质子数；所以；答案： A启示：此题主要考查的是元素的原子得、失电子后,核电荷数和阴、离子电荷数的关系；由于阳离子带正电,为原子失去电子的结果；阳离子的核外电子数及 阴离子带负电,为原子获得电子所致； 所以阳离子的核外电子数应当是原子的质子数减去阳离子的电荷数,阴离子的核外电子数为原子的质子数加上阴离子的电荷数,此题型做错的主要缘由是运算阳离子核电荷数时,把核外电子数减去阳离子的电荷数或在运算阴离子核电荷数时,把核外电子数加上阴离子的电荷数；（例 2 某元素原子的最外层电子数为次外

24、层电子数的 3 倍,就该元素原子核内质子数为）A3 B7 C8 D10选题目的： 此题的解题关键是明确核外电子排布规律,可依据核外电子排布规律画出原子结构示意图进行分析；解析： 可依据核外电子排布规律和题干中所给的信息画出该元素原子的结构示意图,然后对照选项,选出正确答案；依据原子核外电子排布规律可知,该元素的原子结构示意图为,在原子中, 质子数核外电子数8；答案： C启示： 此题型的解题关键第一是要把握核外电子排布规律；应留意多电子原子中的电子排布要同时满意这几条规律,缺一不行, 否就会显现差错；其次仍应把握核电荷数为 120 的原子的核外电子排布,能娴熟写出这些原子以及它们常见离子的结构示

25、意图；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 3 现有和学习必备欢迎下载与以下式子有相等关系两种离子,它们的电子层结构相同,就的是（）BCDA选题目的：此题考查原子的组成；解析：因两种离子电子层结构相同,所以具有相等的电子数；答案： B例 4 已知；五种简洁离子的核外电子数相等,与它们对应的原子的核电荷数由大到小的次序是选题目的：此题考查原子的组成和结构；解析：在原子中,质子数核电荷数核外电子总数；在化学反应中,原子得失电子数离子所带电荷数,阴离子（或阳离子）的核电荷数等于阴离子（或阳离子）核外电子总数减去（或加上

26、）离子所带的电荷数；据此可知,它们对应的原子核电荷数大小的次序应是 E、D、C、B、A；答案： E、D、C、B、A扩展资料物质结构二三百年前,人们发觉物质由分子及原子组成；到 19 世纪末,在科学试验基础上,科学家 熟悉到原子由原子核和核外电子构成；原子很小,直径约亿分之一厘米；原子核大约是原子的10 万分之一,电子就更小,大约是原子的亿分之一；再进一步,人们发觉原子核又是由质子和中子组成的；到此,曾有人以为找到了构成物质的最小“ 砖块” ；然而, 不久人们就发觉了这种更熟悉的局限性；通过对宇宙射线的观看分析和高能加速器的试验,又发觉了比上述微粒更小、基本的大批新粒子,如介子、中微子、反粒子以

27、及组成质子、中子的夸克等,达到几百种之多；其中,大部分在自然界中并不存在,而是在高能束流的轰击下才产生出来的；名师归纳总结 微观粒子之间存在不同的相互作用；依据这些相互作用力的特点,可把几百种粒子分为强子、第 12 页,共 25 页轻子和传播子三类；强子是指参加强相互作用的那些粒子,包括质子；中子、介子等；强子有其内部结构,由夸克组成； 轻子与强作用无关,只参加弱力、 电磁力和引力相互作用,如电子、中微子、 子、 子等；人们会问： 这样无限分下去有什么意义呢？一是哲学上的意义,证明世界的物质性和人类熟悉永无止境；二是科学理论上的意义,丰富了人们关于物质世界的基本学问；三是实践上的意义；当- -

28、 - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 年对原子核内部结构的探究,学习必备欢迎下载反物质有可能成为将来人类更强大导致了核能的广泛利用和开发；的能源；除这些以外；争论超微观世界,需要巨大的高能试验设备,如对撞机、加速器等,这些设备的研制是高技术进展极强的推动力气,如我国自行设计、研制的北京正负电子对撞机,不仅取得了“ 精确测量 轻子质量” 这一高水平理论争论成果,而且,在对撞机的研制过程中,仍带动了一大批高技术的进展；大家知道物质是由分子组成的,分子又是由原子组成的,而原子又是由原子核和电子组成,原子核由质子等粒子组成；依据物理学中的等效真空理论,宇宙中的每一种粒子

29、都应当有一与之对应的反粒子,它带有数值相等而符号相反的电荷,宇宙中有多少由质子,中子和电子结成的物质,就必定有同样多的反质子、反中子和正电子结成的反物质,宇宙中的正反物质 应当是严格对称的；目前虽然发觉和制造的反物质粒子并不多,但反物质的一种形式- 正电子已经有了很多实际用途；例如正电子发射 X 射线层析照相术 PET ,医生利用 PET扫描不仅能得出病人软组织的详细图像, 而且能够观看他们体内的化学过程,其中包括在进行熟悉活动时大脑各部分消耗 燃料 的速度；反物质的一个潜在的且非常迷人的用途是利用来制造星际航行火箭的超级燃料；将氢和反氢混合湮灭来获得能量,那么这种燃料的 1%克所产生的推力就

30、相当于 120 吨由液态氢和液态氧组成的传统燃料；物质和反物质这一物理体系给物理学家、化学家、 天体物理学家带来一系列新的课题,同时也给人类带来新的向往；人类熟悉世界的脚步从来没有停止过,微观领域的争论更是如此,科学指引着哪些积极探究的人们不断向前；发觉电子电子是在争论阴极射线的本质过程中得到的,阴极射线到底是什么？物理学家汤姆逊设计了一个奇妙的试验装置,证明了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的,并推算出其质量和电荷比值；得出来源于各种不同物质的阴极射线粒子都是一样的,而且是比原子小得多的粒子,其质量只是氢离子的千分之一；汤姆逊认定这种粒子必定是“ 建造一切化学元素的物质” ,也就是一切化学原子

31、所共有的组成部分；期间,物理学家佩兰利用当时刚问世的借助于散射光,辨论率比一般显微镜高 20 倍的超显微镜开展了一系列检验布朗运动理论的试验,于 1909 年发表了布朗运动和分子实在性的论文,引起剧烈的反响,佩兰 1926 年获物理奖；至此, 各国科学家一样认为,分子和原子的实在性已没有怀疑的余地了； 正如爱因斯坦所说的那样“ 分子和原子是否存在的问题是他在高校时代关怀和争论的一个重大问题,而今日再也没有物理学家为这个问题而操劳了” ；返回核外电子的排布规律一、最低能量原理名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所谓最

32、低能量原理是,学习必备欢迎下载只有当能量较原子核外的电子,总是尽先占有能量最低的原子轨道,低的原子轨道被占满后,电子才依次进入能量较高的轨道,以使原子处于能量最低的稳固状态；原子轨道能量的高低为：1当 n 相同, l 不同时,轨道的能量次序不 spdf ；例如, E3SE3PE3d；2当 n 不同, l 相同时, n 愈大,各相应的轨道能量愈高；例如,E2SE3SE4S；3当 n 和 l 都不相同时, 轨道能量有交叉现象；即（n1）d 轨道能量大于 ns 轨道的能量,（n-1 ）f 轨道的能量大于 np 轨道的能量；在同一周期中,各元素随着原子序数递增核外电子的填充次序为 ns,（ n2） f

33、 ,（ n1）d,np；核外电子填充次序如图 1 所示；图 1 电子填充的次序二、鲍利（ Pauli ）不相容原理鲍利不相容原理的内容是：在同一原子中没有四个量子数完全相同的电子,或者说在同一原子中没有运动状态完全相同的电子；例如,氦原子的 1s 轨道中有两个电子,描述其中一个原子中没有运动状态的一组量子数（n,l ,m, ms）为 1,0,0,+1/2 ,另一个电子的一组量子数必定是 1,0,0, 1/2 ,即两个电子的其他状态相同但自旋方向相反；依据鲍利不相容原理可名师归纳总结 以得出这样的结论,在每一个原子轨道中,最多只能容纳自旋方 向相反的两个电子；于是,不难推算出各电子层最多容纳的电

34、子数为 2n 2 个；例如, n=2 时,电子可以处于四个量子数不同组第 14 页,共 25 页合的 8 种状态,即n=2 时,最多可容纳8 个电子,见下表；N22222222L00111111M0000+1+111- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ms+1/21/2+1/2学习必备欢迎下载1/2+1/2 1/21/2+1/2在等价轨道中,电子尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,这就叫洪特规章；洪特规章实际上是最低能量原理的补充；由于两个电子同占一个轨道时,电子间的排斥作用会使体系能量上升,只有分占等价轨道,才有利于降低体系的能量；例如,碳原子核外有

35、 6 个电子,除了有 2 个电子分布在 1s 轨道, 2 个电子分布在 2s 轨道外,另外 2 个电子不是占 1 个 2p轨道,而是以自旋相同的方向分占能量相同,但舒展方向不同的两 个 2p 轨道；碳原子核外 6个电子的排布情形如下：作为洪特规章的特例,等价轨道全布满,半布满或全空的状态是比较稳固的；全布满、半充满和全空的结构分别表示如下：全布满：；半布满：；全空：；用洪特规章可以说明为什么 Cr 原子的外层电子排布为 3d 54s 1而不是 3d 44s 2,Cu原子的外层电子排布为 3d 104s 1 而不是 3d 94s 2；应当指出, 核外电子排布的原理是从大量事实中概括出来的一般规律

36、,绝大多数原子核外电子的实际排布与这些原理是一样的；但是随着原子序数的增大,核外电子排布变得复杂,用核外电子排布的原理不能中意地说明某些试验的事实；在学习中, 我们第一应当敬重事实,不要拿原理去适应事实；也不能由于原理不完善而全盘否定原理；科学的任务是承认冲突,不断地进展这些原理,使之更加趋于完善；核外电子的运动状态电子在原子中的运动状态,可以用一、主量子数 nn,l ,m,ms四个量子数来描述；名师归纳总结 主量子数n 是用来描述原子中电子显现几率最大区域离核的远近,或者说它是打算电子层第 15 页,共 25 页数的；主量子数的n 的取值为1,2,3 等正整数；例如,n=1 代表电子离核的平

37、均距离最近的一层,即第一电子层；n=2 代表电子离核的平均距离比第一层稍远的一层,即其次电子层；余此类推；可见n 愈大电子离核的平均距离愈远；在光谱学上常用大写拉丁字母K,L,M,N,O,P,Q 代表电子层数；主量子数（ n）1234567电子层符号KLMNOPQ- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 主量子数学习必备欢迎下载n 值愈大,电子的能量愈n 是打算电子能量高低的主要因素；对单电子原子来说,高；但是对多电子原子来说,核外电子的能量除了同主量子数 n 有关以外仍同原子轨道（或电子云）的外形有关；因此,n 值愈大,电子的能量愈高这名话,只有在原子轨道（

38、或电子云）的形状相同的条件下,才是正确的；二、副量子数 l副量子数又称角量子数；当 n 给定时, l 可取值为 0,1,2,3 （ n1）；在每一个主量子数 n 中,有 n 个副量子数,其最大值为 n1；例如 n=1 时,只有一个副量子数,l=0 , n=2 时,有两个副量子数,l=0 ,l=1 ；余此类推； 按光 谱学上的习惯 l 仍可以用 s,p,d,f 等符号表示；l 0 1 2 3光谱符号 s p d F副量子数 l 的一个重要物理意义是表示原子轨道（或电子云） 的外形； L=0 时（称 s 轨道） ,其原子轨道（或电子云）呈球形分布；分布如下列图； l=1 时（称 p 轨道）,其原子

39、轨道（或电子云）呈哑铃形图 为 p 电子云名师归纳总结 副量子数l 的另一个物理意义是表示同一电子层中具有不同状态的亚层；例如,n=3 时, l第 16 页,共 25 页可取值为0,1,2；即在第三层电子层上有三个亚层,分别为 s ,p,d 亚层；为了区分不同电子层上的亚层,在亚层符号前面冠以电子层数；例如,2s 是其次电子层上的亚层,3p 是第三电子层上的 p 亚层；表4-1 列出了主量子数n,副量子数l 及相应电子层、亚层之间的关系；表中为主量子数n,副量子数l 及其相应电子层亚层之间的关系n电子层l亚层1101s2202s12p3303s13p- - - - - - -精选学习资料 -

40、- - - - - - - - 学习必备欢迎下载23d0 4s1 4p4 42 4d3 4f前已述及, 对于单电子体系的氢原子来说,各种状态的电子能量只与 n 有关； 但是对于多电子原子来说,由于原子中各电子之间的相互作用,因而当 n 相同, l 不同时,各种状态的电子能量也不同, l 愈大,能量愈高；即同一电子层上的不同亚层其能量不同,这些亚层又称为能级；因此副量子数l 的第三个物理意义是：它同多电子原子中电子的能量有关,是打算多电子原子中电子能量的次要因素；三、磁量子数 m磁量子数 m打算原子轨道（或电子云）在空间的舒展方向；当 l 给定时, m的取值为从 - l到+l 之间的一切整数（包

41、括 0 在内）,即 0, 1, 2, 3, l ,共有 2l+1 个取值；即原子轨道（或电子云）在空间有 2l+1 个舒展方向；原子轨道（或电子云）在空间的每一个舒展方向称做一个轨道；例如,l=0 时, s 电子云呈球形对称分布,没有方向性；m只能有一个值,即m=0,说明 s 亚层只有一个轨道为 s 轨道；当 l=1 时, m可有 1,0,+1 三个取值,说明 p 电子云在空间有三种取向,即 p 亚层中有三个以 x,y,z 轴为对称轴的 px,py,pz 轨道；当 l=2 时,m可有五个取值,即 d 电子云在空间有五种取向,d 亚层中有五个不同舒展方向的 d 轨道； n ,l相同, m 不同的

42、各轨道具有相同的能量,把能量相同的轨道称为等价轨道；四、自旋量子数 ms原子中的电子除绕核作高速运动外,仍绕自己的轴作自旋运动；电子的自旋运动用自旋量子数 ms表示； ms 的取值有两个,+1/2 和 1/2 ；说明电子的自旋只有两个方向,即顺时针方向和逆时针方向；通常用“ ” 和“ ” 表示；综上所述,原子中每个电子的运动状态可以用 n,l ,m,ms 四个量子数来描述；主量子数 n打算电子显现几率最大的区域离核的远近（或电子层）,并且是打算电子能量的主要因素；副量子数 l 打算原子轨道（或电子云）的外形,同时也影响电子的能量；磁量子数 m打算原子轨道（或电子云）在空间的舒展方向；自旋量子数 后,电子在核外空间的运动状态也