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1、2021/8/9 星期一12021/8/9 星期一2二、原子核外排布二、原子核外排布1、核外电子运动的特点：、核外电子运动的特点：电子的质量极微小（电子的质量极微小（9.109 10-31kg）；）；电子绕核运动是在原子这样极其微小的空间（原电子绕核运动是在原子这样极其微小的空间（原子的直径约子的直径约10-10m）中进行；）中进行；电子绕核作高速运动（运动的速度接近光速，约电子绕核作高速运动（运动的速度接近光速，约为为108m/s）New！2021/8/9 星期一3 氢电子绕核运动模拟氢电子绕核运动模拟2021/8/9 星期一4 因此，电子绕核运动没有确定的轨道，不能精确因此，电子绕核运动没
2、有确定的轨道，不能精确测定或计算电子在任一时刻所在的位置，也不能描测定或计算电子在任一时刻所在的位置，也不能描绘出其运动轨迹，绘出其运动轨迹，我们只能指出它在核外我们只能指出它在核外空间某处出现机会的多少。空间某处出现机会的多少。这是核外电子运动的根本特征。这是核外电子运动的根本特征。完全不同于宏观世界物体如行星、炮弹、尘完全不同于宏观世界物体如行星、炮弹、尘粒等的运动状况。粒等的运动状况。2021/8/9 星期一5 那么核外电子运动的规律是什么呢？那么核外电子运动的规律是什么呢？n为了问题的简单性，研究核外只有一个电为了问题的简单性，研究核外只有一个电子的情形子的情形-氢原子核外电子的运动规
3、律。氢原子核外电子的运动规律。注意：电子绕核运动没有确定的轨道，但并注意：电子绕核运动没有确定的轨道，但并不是说电子绕核运动没有什么规律。不是说电子绕核运动没有什么规律。2021/8/9 星期一6 2、核外电子的运动规律：、核外电子的运动规律：原子核外电子运动没有确定的轨道，但有确定原子核外电子运动没有确定的轨道，但有确定的运动规律。人们常用一种能够表示电子在一定时的运动规律。人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的运动。其运动状况可用电子云来形象地表述。核外的运动。其运动状况可用电子云来形象地表述。电子云密
4、集的地方电子出现的机会多；电子云电子云密集的地方电子出现的机会多；电子云稀疏的地方，电子出现的机会较少。稀疏的地方，电子出现的机会较少。2021/8/9 星期一7 电子云的形成电子云的形成2021/8/9 星期一8 电子云释疑：电子云释疑：电子云：高速运动的电子在核外空间一定范围电子云：高速运动的电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的内出现，好象带负电荷的“云雾云雾”罩在原子核罩在原子核周围，人们形象地称之为电子云。周围，人们形象地称之为电子云。电子云中的每一个黑点不表示电子，而表示电电子云中的每一个黑点不表示电子，而表示电子瞬间出现在某位置时的痕迹，小黑点的疏密子瞬间出现在某位置时的痕
5、迹，小黑点的疏密表示电子出现机会的多少。表示电子出现机会的多少。2021/8/9 星期一9 问题探究：问题探究：（试判断下列说法的正误）（试判断下列说法的正误）电子云是笼罩在原子核外的云雾；电子云是笼罩在原子核外的云雾；小黑点多的区域表示电子多；小黑点多的区域表示电子多；小黑点疏的区域表示电子出现的机会少；小黑点疏的区域表示电子出现的机会少；电子云是用高速照相机拍摄的照片。电子云是用高速照相机拍摄的照片。2021/8/9 星期一10 这是单电子结构。如果是多电子结构的原子，其这是单电子结构。如果是多电子结构的原子，其核外电子又是怎样运动的呢？既然有多个电子，核外电子又是怎样运动的呢？既然有多个
6、电子，那么它们在原子核外的位置及分布又是怎样的呢那么它们在原子核外的位置及分布又是怎样的呢？2021/8/9 星期一113、核外电子排布规律：、核外电子排布规律：核外电子受力分析：在含多个电子的原子中，核外电子受力分析：在含多个电子的原子中，一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引力，这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核；力，这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核；另一方面，电子与电子之间带同性电荷而相互排另一方面，电子与电子之间带同性电荷而相互排斥，这个排斥力要迫使电子彼此尽可能远离。当斥，这个排斥力要迫使电子彼此尽可能远离。当吸引和排斥达成平衡
7、时，核外电子就分布在离核吸引和排斥达成平衡时，核外电子就分布在离核不同的区域里运动，有不同的能量。离核远的电不同的区域里运动，有不同的能量。离核远的电子能量高。子能量高。2021/8/9 星期一12 在含有多个电子的原子里，电子的能量是不在含有多个电子的原子里，电子的能量是不同的。有些电子能量较低，在离核较近的区域里同的。有些电子能量较低，在离核较近的区域里运动；有些电子能量较高，在离核较远的区域里运动；有些电子能量较高，在离核较远的区域里运动。运动。科学上把能量不同的电子的运动区域称为电科学上把能量不同的电子的运动区域称为电子层。把能量最低、离核最近的电子，称其运动子层。把能量最低、离核最近
8、的电子，称其运动在第一电子层上；能量稍高、运动在离核稍远的在第一电子层上；能量稍高、运动在离核稍远的电子，称其运动在第二电子层上；有里向外，依电子，称其运动在第二电子层上；有里向外，依次类推，叫三、四、五、六、七层。次类推，叫三、四、五、六、七层。也可把它也可把它们依次叫们依次叫K、L、M、N、O、P、Q层。层。2021/8/9 星期一132021/8/9 星期一14 电子层数（电子层数（n）：）：n=1，2，3，4，5，6，7 K，L，M，N，O，P，Q n越大，电子离核越远，其能量也越高越大，电子离核越远，其能量也越高核外电子是分层排布的。核外电子是分层排布的。电子一般总是尽先排布在能量最
9、低的电子层里，电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布即最先排布K层；当层；当K层排满后，再排布层排满后，再排布L层；当层；当L层层排满后，再排布排满后，再排布M层；层；2021/8/9 星期一15 那么，每个电子层最多可以排布多少个电子？那么，每个电子层最多可以排布多少个电子？首先研究一下稀有气体元素原子电子层排布的情首先研究一下稀有气体元素原子电子层排布的情况：况：？（为什么要研究稀有气体元素原子结构）（为什么要研究稀有气体元素原子结构）2021/8/9 星期一16核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr281885
10、4氙Xe281818886氡Rn2818321882021/8/9 星期一17 从表中可看出，从表中可看出，K层、层、L层、层、M层最多能排布层最多能排布的电子数目？的电子数目？K-2K-2，L-8L-8，M-18M-188 8个（氦原子是个（氦原子是2 2个）个）最外层电子数最多有几个？最外层电子数最多有几个？试推断各电子层最多能容纳的电子数和电试推断各电子层最多能容纳的电子数和电子层数之间有什么关系？子层数之间有什么关系？次外层不超过多少个？倒数第三层呢？次外层不超过多少个？倒数第三层呢？2021/8/9 星期一18原子核外电子的排布规律：原子核外电子的排布规律：各电子层最多容纳的电子数是
11、各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子表示电子层层)；最外层电子数不超过最外层电子数不超过8个个(K层是最外层时，层是最外层时，最多不超过最多不超过2个个)，次外层电子数目不超过，次外层电子数目不超过18个，倒数第三层不超过个，倒数第三层不超过32个；个；核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。高的电子层排布。注：以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用注：以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用2021/8/9 星期一19根据原子的核电荷数和电子层的排
12、布规根据原子的核电荷数和电子层的排布规律，画出原子结构图：律，画出原子结构图：请指出请指出NaNa+11 2 8 1+11 2 8 1元素符号元素符号原子核原子核核内质子核内质子电子层电子层层内电子数层内电子数2021/8/9 星期一201、判断下列示意图是否正确？为什么？、判断下列示意图是否正确？为什么？A、B、C、D、+19 2 8 9+19 2 8 9+12 2 10+12 2 10+3 1 2+3 1 2+54 2 8 18 20 6+54 2 8 18 20 62021/8/9 星期一212、根据核外电子排布规律，画出下列元素、根据核外电子排布规律，画出下列元素原子的结构示意图。原子
13、的结构示意图。（1）3Li、11Na、19K、37Rb、55Cs（2）9F、17Cl、35Br、53I（与课本（与课本P P3636和和P P7070相对照）相对照）2021/8/9 星期一223、某元素的原子核外有、某元素的原子核外有3个电子层，最个电子层，最外层有外层有5个电子，该原子核内的质子数为个电子，该原子核内的质子数为（）A、14 B、15 C、16 D、174、某元素的原子核外有三个电子层，、某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是层的电子数是L层电子数的层电子数的1/2，则该元，则该元素的原子是（素的原子是（）A、Li B、Si C、Al D、KB BB B2021/8/9
14、 星期一235、与、与OH-具有相同质子数和电子数的微粒是（具有相同质子数和电子数的微粒是（）A、F-B、NH3 C、H2O D、Na+6、C-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析，的结构分析，C表示的碳原子（表示的碳原子（）A、核外有、核外有13个电子个电子B、核内有、核内有6个质子，核外有个质子，核外有7个电子个电子C、质量数为、质量数为13，原子序数为，原子序数为6，核内有，核内有7个质子个质子D、质量数为、质量数为13，原子序数为，原子序数为6，核内有，核内有7个中子个中子A AD D2021/8/9 星期一247、下列四组物质中，、下列四组物质
15、中，不具有不具有相同核外电相同核外电子总数的两种分子是（子总数的两种分子是（）A、H2O2和和CH3OH B、HNO2和和HClOC、H2O和和CH4 D、H2S和和F28、两种元素原子的核外电子层数之比与、两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等，在周期它们的最外层电子数之比相等，在周期表的前表的前10号元素中，满足上述关系的元号元素中，满足上述关系的元素共有（素共有（）A、1对对 B、2对对 C、3对对 D、4对对B BB B2021/8/9 星期一259、短周期的三种元素分别为、短周期的三种元素分别为X、Y、Z，已知，已知X元素的原子最外层只有一个电子，元素的原子最外层
16、只有一个电子，Y元素原子元素原子的的M电子层上的电子数是它的电子层上的电子数是它的K层和层和L层电子总层电子总数的一半，数的一半，Z元素原子的元素原子的L电子层上的电子数比电子层上的电子数比Y元素原子的元素原子的L电子层上的电子数少电子层上的电子数少2个，则这个，则这三种元素所组成的化合物的分子式三种元素所组成的化合物的分子式不可能不可能的是的是（）A、X2YZ4 B、XYZ3 C、X3YZ4 D、X4Y2Z7A A2021/8/9 星期一26葡萄干面包模型葡萄干面包模型 太阳系模型太阳系模型电电子壳子壳层层模型模型 电电子云模型子云模型道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福玻尔玻尔2021/8
17、/9 星期一27道尔顿原子模型：原子是组成物质的基本粒子，它们是道尔顿原子模型：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。坚实的、不可再分的实心球。原子是一个平均分布着正电荷的粒子，原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。而形成了中性原子。葡萄干面包模型葡萄干面包模型：（汤姆生）（汤姆生）太阳系模型太阳系模型：（卢瑟福）（卢瑟福）在原子的中心有一个带正电荷的核，在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就
18、像行在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。星环绕太阳运转一样。2021/8/9 星期一28电电子壳子壳层层模型模型（玻尔）（玻尔）电子在原子核外空间的一定轨道上绕电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。核做高速的圆周运动。电电子云模型子云模型 现在，科学家已能利用电子显微镜和现在，科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。认识过程还会不断深化。（现代物质结构学说）（现代物质结构学说）2021/8/9 星期一29我
19、国近年生产我国近年生产的电子显微镜的电子显微镜第一支病毒第一支病毒灭活疫苗中的活疫苗中的灭活病毒活病毒颗粒的粒的电子子显微微镜照片照片 2021/8/9 星期一30国产大气扫描隧道显微镜国产大气扫描隧道显微镜2021/8/9 星期一31技术人员在扫描隧道技术人员在扫描隧道显微镜观察硅表面的显微镜观察硅表面的原子结构原子结构19931993年，中国科学院科年，中国科学院科学家通过移动单个硅原学家通过移动单个硅原子所写的世界上最小的子所写的世界上最小的“中国中国”二字二字2021/8/9 星期一32原子核外电子运动的特征：原子核外电子运动的特征：运动速度快、没有确定的轨道，可用电子云形象地表运动速
20、度快、没有确定的轨道，可用电子云形象地表示示原子核外电子排布：原子核外电子排布：电子层的划分电子层的划分核外电子的排布规律核外电子的排布规律w各电子层最多容纳的电子数是各电子层最多容纳的电子数是2n2n2 2个个(n(n表示电子层）；表示电子层）；w最外层电子数不超过最外层电子数不超过8 8个个(K(K层是最外层，最多不超过层是最外层，最多不超过2 2个个)；次外层电子数目不超过；次外层电子数目不超过1818个，倒数第三层不超过个，倒数第三层不超过3232个；个；w核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布（即排满外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布（即排满K K层，排满层，排满L L层才排层才排M M层）层）2021/8/9 星期一331、课本得课后练习、课本得课后练习2、三新练习册、三新练习册2021/8/9 星期一34