课件21张PPT。鲁 科 版 物 质 结 构 与 性 质第 一 章 原 子 结 构第三课时原子结构与电子云本节课学习目标1、掌握电子云及原子轨道的基本含义
2、理解s、p电子云的轮廓图,加深对电子云、原子轨道含义的理解,进一步掌握核外电子的排布及运动规律
通过s、p电子云的轮廓图,加深对电子云、原子轨道含义的理解
本节重点知识课堂导入 平常我们肉眼能看到动物的奔跑、河水的流动,我们是可以准确的测出它们在某一时刻所处的位置及速度;那还有一些是我们肉眼看不见的如血液、水的内部又是怎样运动的呢?这节课,我们就来讨论关于原子核外电子的运动问题
预 习 课 本 阅读课本P6-9页,
完成导学案基础知识点重 难 点 处 理电子的质量很小—电子质量只有9.11×10-31千克;
核外电子的运动范围很小—相对于宏观物体而言;
电子的运动速度很大—在1000V电压下加速的电子速度可高达1.9 ×107m/s
通过预习课本我们能总结出核外电子运动有哪些特征?
根据原子核外电子的运动特征我们可以得出这样一个结论:不可能准确的测定原子核外电子的位置和速度。如何描述核外电子的运动状态呢?(以氢原子为例)
科学家是用这种方法来描述的,在一定的时间间隔内电子在原子核外出现概率的统计,电子每出现一次,在途中就增加一个小点,可以想象成你手持一架虚拟的高速照相机拍摄电子,然后把所有照片叠加在一起得到的图像。由此得到的概率分布看起来像一片云雾,因而被形象的称为电子云。如图所示是电子在1s轨道的
电子云示意图:
知识拓展① 怎样表示电子在某处出现的概率?
② 如何表示概率密度? P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则P/V称为概率密度,用ρ表示。 虽然由于电子的质量非常小、运行速度极快,人们不能同时准确地测定它的位置和速度。但原子核外的电子运动状态表现出按概率分布的统计规律,可以形象地用电子云描述原子中电子的运动状态。让我们通过一段视频进一步了解电子云总结:思考1:我们绘制电子云轮廓图的目的是什么?表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述。
思考2:通过刚才的预习课本和观看视频,电子云的形状有哪些?S电子云呈球形,在半径相同的球面上,电子出现的概率相同;P电子的电子云形状呈纺锤形(或无柄亚铃形);d电子云是花瓣形;F电子云则更为复杂。
下图中给出了2s和2p的电子云的轮廓图。
原子中的单个电子的空间运动状态是用原子轨道描述的,根据量子力学理论,可以将原子轨道在空间的分布以图像方式在直角坐标系中表示出来。总结:注意:量子力学中的轨道的含义是电子在核外空间经常出现的区域轮廓,与玻尔轨道的含义完全不同,它既不是圆周轨道,也不是其他经典意义上的固定轨迹。 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,ns、np、nd、nf能级分别有1、3、5、7个原子轨道。每个p能级有3个相互垂直的原子轨道,分别标记为npx、npy、npz,同一能层中相同形状的原子轨道能量相同。
不同时期的原子结构模型1、公元前400多年前,希腊哲学家德谟克利特等人认为 :把构成物质的最小单位叫原子。
2、19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。3、1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,提出原子结构的“葡萄干布丁”模型。
4、卢瑟福原子模型根据a粒子散射实验原子的“核式模型”
5、波尔原子模型6、原子结构的量子力学模型(电子云模型)
【典型例题】 如图是2pz轨道电子云的示意图,请观察图,并判断下列说法中不正确的是( ) A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称
B.点密集的地方表明电子出现的机会多
C.电子先沿z轴正半轴运动,然后在负半轴运动
D.2pz轨道形状为纺锤形解析:电子云是描述电子在空间单位体积内出现概率大小的图形,它并不是电子运动的实际轨迹(或轨道),故C错;电子云的疏密表示电子在该区域出现机会的多少,越密集,说明出现机会越多,故B对;观察该图可知A对;该p轨道的形状为纺锤形(或哑铃形),D对。
答案:C
易错警示由于电子在核外运动没有确定的轨道,且无法准确测定其速度,也不能预测电子在某时刻的位置,人们只能用统计图示的方法来形象地描绘电子在原子核外空间出现的概率大小,所得图像并不是电子运动的轨迹图。典 型 例 题变式训练1:符号3px所代表的含义是( )
A.px轨道上有3个电子
B.第三个电子层px轨道有3个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第三个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
解析:3px中,3表示第三电子层,p原子轨道在三维空间的分布分别沿x、y、z三个方向,px表示沿x轴方向伸展的p轨道。
答案:D变 式 训 练变式训练2.关于基态氢原子的电子云图,下列说法正确的是( )
A.一个小黑点代表一个电子
B.小黑点表示电子曾经出现过的位置
C.小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率的大小
D.基态氢原子的电子云是圆形的
解析:电子云图中的小黑点是用来统计电子在核外空间某处出现概率大小的,而不是代表一个实实在在的电子,也不是电子曾经出现过的位置,小黑点的疏密表示的是电子在核外空间某处单位体积内出现概率的多少。基态氢原子的电子云是球形的而不是圆形的。
答案:C课 堂 总 结一、电子云二、原子轨道的图形描述虽然由于电子的质量非常小、运行速度极快,人们不能同时准确地测定它的位置和速度。但原子核外的电子运动状态表现出按概率分布的统计规律,可以形象地用电子云描述原子中电子的运动状态。S电子云呈球形,在半径相同的球面上,电子出现的概率相同;P电子的电子云形状呈纺锤形(或无柄亚铃形);d电子云是花瓣形。