鲁科版选修3 第1章第1节 原子结构模型（第2课时） 学案.doc

第1节 原子结构模型第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述学习目标定位1.知道描述原子核外电子运动状态的四个量子数的含义。2.理解用四个量子数描述原子核外电子的运动状态。3.了解原子轨道和电子云的含义。一、原子轨道1电子层通常，我们用量子数n来描述电子离核的远近，习惯上称为_。n的取值为正整数1,2,3,4,5,6，对应的符号为k，l，m，n，o，p等。n越_，电子离核的平均距离越远、能量越_。2能级当量子数n相同时，电子所具有的能量也可能不同，因此，对同一个电子层，还可分为若干个能级。例如，n1时，有1个_能级；n2时，有1个_能级和1个_能级；n3 时，有1个_能级，1个_能级和1个_能级；等等。3原子轨道原子中的单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述。当n1时，有1个原子轨道，记作1s；当n2时，有4个原子轨道，记作2s、_、_、_；当n3时，有9个原子轨道，记作_、_、_、_，此外还有5个d轨道；等等。具体情况见下表。量子数n符号能级符号原子轨道原子轨道数n1ks1sn2ls2sp2pn3ms3sp3pd3d4.电子的“自旋”处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有两种，分别用符号“_”和“_”表示。1.原子核外电子运动状态的描述(1)在多电子原子中，核外电子处于不同的_，电子层序数(主量子数)n越大，电子离核_，能量_。(2)处于同一电子层的电子，_可能不同，可以把它们分成若干个不同的能级，用_等符号表示，其能量为_，能级数等于电子层数。(3)同一能级中，根据电子_的不同，可分为若干个不同的原子轨道，同一能级上的原子轨道的能量_，每个电子层中原子轨道总数为n2个。(4)处于同一个原子轨道上的电子有_种不同的自旋状态。在同一个原子中_两个运动状态完全相同的电子。2不同原子轨道的能量大小关系1下列叙述正确的是()a各电子层的原子轨道数按s、p、d的顺序分别为1、3、5b各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束c各电子层含有的能级数为n1d各电子层含有的原子轨道数为2n22下列关于电子层与能级的说法中正确的是()a原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为n2b电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数c同是s能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是不相同的d1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，但自旋方向相同二、电子云与原子轨道的图形描述1原子核外电子的运动特点(1)电子的质量很小(9.11031 kg)，带_电荷；(2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间_。2电子在核外空间做高速运动，_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处，只能确定它在原子核外各处出现的_。(1)通常用单位体积内小点的_表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小。这种形象地描述电子在_的图形称为电子云图。(2)电子在1s轨道的电子云图如图所示。1s轨道上的电子云图呈_，离核越近，单位体积内电子出现的概率越_。3几种原子轨道的图形描述图1给出的是1s原子轨道、2s原子轨道和3s原子轨道的示意图，图2给出的是同能级中三个p原子轨道的示意图。原子轨道示意图可归纳如下：(1)s原子轨道在三维空间分布的图形是_形。即s原子轨道具有_。量子数n不同时，s原子轨道的形状_、大小_，1s2s3s(2)p原子轨道在三维空间分布的特征是三个p原子轨道分别相对于_对称，轨道的形状为相同大小的_形。即三个p原子轨道都是相同大小的、具有轴对称性的_形，它们分别沿_三个相互垂直的方向伸展。量子数n不同时，p原子轨道的形状_、大小_，2p3p4p(3)同理，d原子轨道、f原子轨道等也都有相应的图像。1.电子云图(1)电子云图中的小点不代表电子。小点疏密程度表示电子在原子核外出现_的大小。(2)离核越近，电子出现的_，电子云越密集。如1s电子云比2s电子云更密集，2s电子云比1s电子云疏散。(3)s能级的电子云为球形，只有一种空间伸展方向。p能级的电子云为哑铃形，有三种空间伸展方向。2原子轨道(1)同一电子层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同，能量不同。(2)不同电子层，同种能级其原子轨道形状相似，半径不同，能量不同。(3)s能级只有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。3观察1s轨道上电子云示意图，判断下列说法正确的是()a一个小黑点表示1个自由运动的电子b1s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d1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小4下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()a原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云bs轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动cp轨道呈哑铃形，在空间有两个伸展方向d与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大原子核外电子可看作是在某一电子层的某一能级中的某一轨道上运动的，并有一定的自旋状态。这也就决定了每一个电子层、能级中的原子轨道数，以及所容纳的电子总数。量子数(n)1234n电子层符号klmn能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f能级中轨道数1131351357电子层中轨道数14916n2电子运动状态种数2818322n21下列各电子层中不包含p能级的是()am电子层 bn电子层cl电子层 dk电子层2下列原子轨道中，可容纳电子数最多的是()a5d b6p c4f d7s3下列有关说法中正确的是()a一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低b第n电子层中含有n个能级c同一能级的不同原子轨道的能量是不同的d处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态可能相同，也可能不同4对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法中正确的是()a电子云形状不同b原子轨道的对称类型不同c电子的能量不同d电子云空间伸展方向不同5观察2pz轨道电子云示意图(如图所示)，下列说法中错误的是()a2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称b点密集的地方表明电子出现的概率大c电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动d2pz轨道的形状为两个椭圆球6回答下列问题：(1)n2的电子层有_个能级，_种形状不同的电子云，有_个原子轨道，最多容纳_个电子。(2)用相应的符号描述主量子数n2的所有的原子轨道_。(3)可正确表示原子轨道的是_(填字母)。a2s b2d c3p d3f(4)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象地描述。在基态14c原子中，核外存在_个运动状态不同的电子。(5)基态si原子中，电子占据的最高电子层符号为_，该电子层具有的原子轨道数为_，电子数为_。(6)符号2px的意义是_。(7)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：s能级的原子轨道呈_形，每个s能级有_个原子轨道；p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴_，每个p能级有_个原子轨道。s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与_有关，_越大，原子轨道半径越大。答案精析新知导学一、1电子层大高2sspspd32px2py2pz3s3px3py3pz1131354归纳总结1(1)电子层越远越高(2)能量s、p、d、fnsnpndnf(3)运动方向相同(4)两不存在活学活用1a2ba项中每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2；c项中不同电子层中的s能级容纳的最多电子数都是2个；d项中1个原子轨道里容纳的2个电子的自旋方向应相反。二、1(1)负(2)很大2不能概率(1)疏密程度空间单位体积内出现的概率大小(2)球形对称大3(1)球球对称性相同不同(2)x、y、z轴哑铃哑铃x、y、z轴相同不同归纳总结1(1)概率(2)概率越大活学活用3d4.d达标检测1dk电子层只包括s能级，l电子层包括s、p能级，m电子层包括s、p、d能级，n电子层包括s、p、d、f能级。2c能级中所含原子轨道的数目取决于能级种类，与电子层序数无关，s、p、d、f能级分别含有1、3、5、7个原子轨道，每个原子轨道最多容纳2个电子，所以4f轨道容纳电子数最多。3b多电子原子中，电子层序数n越大，电子离核越远，能量越高；同一能级的不同原子轨道空间伸展方向不同，其能量相同；同一原子轨道上的电子其自旋方向一定不同，a、c、d项错误。4d2px、2py、2pz所表示的同一能级中的三个不同的原子轨道，其能量相同。2px、2py、2pz的电子云，原子轨道都是哑铃形的，都是轴对称图形。在空间伸展方向上不同，d项正确。5c观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，电子主要在xy平面的上、下方出现，a正确；电子云中的小黑点疏密程度代表电子出现概率的大