2018-2019版高中化學(xué) 專題2 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 第一單元 原子核外電子的運(yùn)動(dòng) 第1課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修3.docx
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第一單元 原子核外電子的運(yùn)動(dòng) 第1課時(shí) 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 熟知原子的構(gòu)成，理解“電子云”的概念，會(huì)描述原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征。 一、核外電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及電子云 1．原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) (1)電子的質(zhì)量很小，帶負(fù)電荷。 (2)相對(duì)于原子和電子的體積而言，電子運(yùn)動(dòng)的空間很大。 (3)電子運(yùn)動(dòng)的速度很快，接近光速。 2．電子云：用小點(diǎn)的疏密來(lái)描述電子在原子核外空間出現(xiàn)的機(jī)會(huì)大小所得到的圖形。 3．電子云輪廓圖：是指量子力學(xué)描述電子在原子核外空間運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域。一般是將出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來(lái)，制作電子云的輪廓圖，稱為原子軌道。如氫原子核外電子的電子云輪廓圖的繪制： (1)電子云中的小黑點(diǎn)并不代表一個(gè)電子而是代表電子在該處出現(xiàn)過(guò)一次。小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率大小。小黑點(diǎn)稀疏的地方，表示電子在該處出現(xiàn)的概率小；小黑點(diǎn)密集的地方，表示電子在該處出現(xiàn)的概率大。 (2)離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，小黑點(diǎn)越密集。 例1 下列關(guān)于氫原子電子云圖的說(shuō)法正確的是( ) A．通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子的多少，黑點(diǎn)密度大，電子數(shù)目多 B．黑點(diǎn)密度大，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多 C．通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子繞核做高速圓周運(yùn)動(dòng) D．電子云圖是對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)律性的描述 答案 B 解析 黑點(diǎn)的疏密表示電子出現(xiàn)的概率大小，不表示電子數(shù)目的多少，黑點(diǎn)密度大，電子出現(xiàn)的頻率高，故A錯(cuò)誤，B正確；小黑點(diǎn)表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，不代表電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故C錯(cuò)誤；電子云圖反映電子在核外無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)在某點(diǎn)出現(xiàn)的概率，是對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述，故D錯(cuò)誤。 二、核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 對(duì)于多電子原子來(lái)說(shuō)，常從以下幾個(gè)方面來(lái)描述： 1．電子層 (1)電子層：如圖所示，在多電子原子中，核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的，能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域里運(yùn)動(dòng)，能量低的電子在離核近的區(qū)域里運(yùn)動(dòng)。這也說(shuō)明多電子的原子中電子的能量是不同的。能量不同的電子在核外不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這種不同的區(qū)域稱為電子層(n)。 (2)電子層的表示方法： 電子層(n) 1 2 3 4 5 6 7 …… 符號(hào) K L M N O P Q …… 離核遠(yuǎn)近 由近到遠(yuǎn) 能量高低 由低到高 2.原子軌道 (1)含義：處于同一電子層的原子核外電子運(yùn)動(dòng)的不同區(qū)域。 (2)類型及形狀 ①類型：即同一電子層中含有不同類型的原子軌道，分別用s、p、d、f表示，不同的軌道其形狀不相同。 ②形狀：s軌道呈球形，p軌道呈紡錘形，d軌道和f軌道較復(fù)雜。 (3)原子軌道數(shù)目(電子云伸展方向)及表示方法 ①同一類型的原子軌道形狀相同，但伸展方向不一定相同。每一種伸展方向代表一個(gè)原子軌道。 ②原子軌道表示方法及含有的軌道數(shù) 原子軌道符號(hào) ns np nd nf 軌道數(shù)目 1 3 5 7 (4)原子軌道的能量比較 ①同一電子層同一類型的不同原子軌道的能量相等。 ②在同一電子層上不同類型原子軌道的能量由低到高的順序是ns＜np＜nd＜nf。 ③不同電子層上形狀相同的原子軌道的能量n值越大，能量越高，如1s＜2s＜3s＜4s。 3．電子自旋 原子核外電子還有一種稱為“自旋”的運(yùn)動(dòng)，可以有兩種不同的狀態(tài)，通常用“↑”和“↓”來(lái)表示。 (1)描述核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的參數(shù) (2)電子層序數(shù)與原子軌道數(shù)、所容納電子數(shù)目的關(guān)系 ①原子軌道數(shù)與電子層序數(shù)(n)的關(guān)系是原子軌道為n2個(gè)。 ②處于同一個(gè)原子軌道上的電子有兩種不同的自旋狀態(tài)。每個(gè)電子層所容納電子數(shù)最多為2n2個(gè)。 例2 (2018宿遷一中月考)下列原子軌道的符號(hào)錯(cuò)誤的是( ) A．2pB．3fC．4sD．5d 答案 B 解析 每一電子層的原子軌道數(shù)與電子層序數(shù)相等，且具有的原子軌道依次為s、p、d、f……，M能層具有的原子軌道有s、p、d軌道，沒(méi)有f軌道。 例3 下列關(guān)于電子層與原子軌道的說(shuō)法中正確的是( ) A．不同的電子層中的s原子軌道的能量相同 B．原子核外電子的每一個(gè)電子層最多可容納的電子數(shù)為n2 C．每種類型的原子軌道里最多容納的電子個(gè)數(shù)與原子軌道數(shù)目相等 D．電子層的原子軌道總是從s能級(jí)開(kāi)始，而且原子軌道類型數(shù)等于該電子層序數(shù) 答案 D 解析 A項(xiàng)中不同電子層中的s原子軌道的能量不同，電子層序數(shù)越大，能量越高；B項(xiàng)中每一個(gè)電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2；C項(xiàng)中每種類型原子軌道里最多容納的電子個(gè)數(shù)是原子軌道數(shù)目的2倍。 例4 在對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述中，確定一個(gè)“軌道”的方面包括( ) ①電子層 ②軌道類型?、垭娮釉频纳煺狗较颉、茈娮拥淖孕隣顟B(tài) A．①②③④ B．①②③ C．①② D．① 答案 B 解析 在對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述中，確定一個(gè)“軌道”的方面包括：①電子層、②軌道類型、③電子云的伸展方向三個(gè)方面；電子的自旋狀態(tài)與電子運(yùn)動(dòng)軌道無(wú)關(guān)，描述的是電子自旋的方向。 各電子層軌道數(shù)和最多容納的電子數(shù) 電子層 1 2 3 4 n 原子軌道 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f n 軌道數(shù)目 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 n2 4 9 16 可容納的電子數(shù)目 2 8 18 32 2n2 1．n為3的電子層中( ) A．只有s和p軌道 B．只有s、p和d軌道 C．只有s軌道 D．有s、p、d和f軌道 答案 B 2．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說(shuō)法正確的是( ) A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云 B．s軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng) C．p軌道呈紡錘形，隨著電子層數(shù)的增加，軌道數(shù)也在增多 D．p軌道的能量隨電子層序數(shù)的增大而增大 答案 D 解析 電子云表示電子出現(xiàn)的概率，電子云是用小黑點(diǎn)疏密來(lái)表示電子在原子核外空間出現(xiàn)概率大小的一種圖形，不代表電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，A錯(cuò)誤；s能級(jí)的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子不只在球殼內(nèi)運(yùn)動(dòng)，還在球殼外運(yùn)動(dòng)，只是在球殼外運(yùn)動(dòng)概率較小，B錯(cuò)誤；任何電子層的p軌道都有3個(gè)原子軌道，與電子層數(shù)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤； p原子軌道的能量隨電子層序數(shù)的增大而增大，D正確。 3．對(duì)于鈉原子的第二電子層的p軌道2px、2py、2pz間的差異，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．電子云形狀不同 B．原子軌道的對(duì)稱類型不同 C．電子的能量不同 D．電子云空間伸展方向不同 答案 D 解析 2px、2py、2pz所表示的同一能級(jí)中的三個(gè)不同的原子軌道，其能量相同。2px、2py、2pz的電子云，原子軌道都是紡錘形的，都是軸對(duì)稱圖形。在空間伸展方向上不同，D項(xiàng)正確。 4．下列說(shuō)法中正確的是( ) A．所有的電子在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng) B．核外電子質(zhì)量很小，在原子核外做高速運(yùn)動(dòng) C．在離原子核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較高，在離原子核較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較低 D．同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容納的電子數(shù)越來(lái)越多，但各原子軌道的能量大小相等 答案 B 解析 在含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)， A錯(cuò)誤；在多個(gè)電子的原子中，電子的能量是不相同的，在離原子核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較低，在離原子核較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較高，C錯(cuò)誤；同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容納的電子數(shù)越來(lái)越多，但同一電子層中，E(4s)下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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