核外电子的运动状态
电子在原子中的运动状态,可n,l,m,ms四个量子数来描述.
（一）主量子数n
主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的.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,即第二电子层.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）
1 2 3 4 5 6 7
电子层符号
K L M N O P Q
主量子数n是决定电子能量高低的主要因素.对单电子原子来说,n值愈大,电子的能量愈高.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有关以外还同原子轨道（或电子云）的形状有关.因此,n 值愈大,电子的能量愈高这名话,只有在原子轨道（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…（n-1）.在每一个主量子数n中,有n个副量子数,其最大值为n-1.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还可以用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）的形状.L=0时（称s轨道）,其原子轨道（或电子云）呈球形分布（图4-5）；l=1时（称p轨道）,其原子轨道（或电子云）呈哑铃形分布（图4-6）；…图4-5 s电子云图4-6 p电子
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.为了区别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是第二电子层上的亚层,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4-1 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
1
1
2 2 0 2s
1 2p
3 3 0 3s
1 3p
2 3d
4
4s
1
4p
2
4d
3
4f
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,是决定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决定原子轨道（或电子云）在空间的伸展方向.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个伸展方向.原子轨道（或电子云）在空间的每一个伸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亚层中有五个不同伸展方向的d轨道（图4-7）.
图4-7 s,p,d电子云在空间的分布
n,l相同,m 不同的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,还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决定电子出现几率最大的区域离核的远近（或电子层）,并且是决定电子能量的主要因素；副量子数l决定原子轨道（或电子云）的形状,同时也影响电子的能量；磁量子数m决定原子轨道（或电子云）在空间的伸展方向；自旋量子数ms决定电子自旋的方向.因此四个量子数确定之后,电子在核外空间的运动状态也就确定了.
量子数,电子层,电子亚层之间的关系
每个电子层最多容纳的电子数2 8 18 2n^2
主量子数n 1 2 3 4
电子层K L M N
角量子数l 0 1 2 3
电子亚层s p d f
每个亚层中轨道数目1 3 5 7
每个亚层最多容纳电子数2 6 10 14
核外电子的分布：
1. 原子中电子分布原理：
（两个原理一个规则）：
(1)、泡利（Pauli）不相容原理
在同一原子中,不可能有四个量子数完全相同的电子存在.即每一个轨道内最多只能容纳两个自旋方向相反的电子.
(2)、能量最低原理
多电子原子处于基态时,核外电子的分布在不违反泡利原理前提下,总是尽先分布在能量较低的轨道,以使原子处于能量最低状态. (3)、洪特(Hund)规则
原子在同一亚层的等价轨道上分布电子时,尽可能单独分布在不同的轨道,而且自旋方向相同（或称自旋平行）.
基态原子中电子的分布
1、核外电子填入轨道的顺序
应用近似能级图,根据“两个原理一条规则”,可以准确地写出91种元素原子的核外电子分布式来.
在110种元素中,只有19种元素原子层外电子的分布稍有例外：
它们是若再对它们进一步分析归纳还得到一条特殊规律——全充满,半充满规则：对同一电子亚层,当电子分布为全充满（P6、d10、f14）、半充满（P3、d5、f7）或全空（P0、d0、f0)时,电子云分布呈球状,原子结构较稳定,可挑出8种元素,剩余11种可作例外.
多电子原子结构
1、核外电子排布三原理
（1）泡利不相容原理：解决各电子层电子数目问题.
◆在任何一个原子中,决不可能有两个电子具有四个完全相同的量子数,即在同一个原子中,不可能有运动状态完全相同的电子.
◆当n一定时,L可取(n-1)个值,而在L限定下,原子轨道可有(2L+1)个伸展方向,即(2L+1)个轨道,而每个轨道可容纳两个电子,所以每层最多容纳电子数为
电子层1 2 3 4
电子数2 8 18 32
（2）最低能量原理：解决电子排布问题
◆多电子原子在基态时,核外电子总是尽可能地先占据能量最低的轨道,以使体系能量最低.
◆轨道能级规律
①当角量子数相同时,随主量子数增加,轨道能级升高1s<2s<3s<4s;
2p<3p<4p<5p; 3d<4d<5d
②当主量子数相同时,随角量子数增加,轨道能级升高ns ③当主量子数与角量子数都不同时,能级次序比较复杂,有时出现“能级交错”现象,即某些主量子数较大的原子轨道其能级可以比主量子数较小的原子轨道低.如4s<3d, 5s<4d , 6s<4f<5d<6p ◆鲍林近似能级图 鲍林根据大量光谱数据以及某些近似的理论计算,得到了多电子原子的原子轨道能级的近似图 能级组：按照能级高低的顺序,把能量相近的能级划成一组,称为能级组.按照1、2、3能级组顺序,能量依次增高. 电子分布式：核外电子的分布表达式,如 K： Ti： 鲍林近似能级顺序并不是所有元素轨道能级的实际顺序,它只不过是表示在考虑电子分布时,随核电荷数的增加的一个电子应分布在一哪一个轨道的一般规律,它不代表核外电子的实际分布情况,如钛原子的近似能级顺序为： 而其电子分布式为： （3）洪特规则：解决同一电子层电子排布问题 高二化学说课殷冬伟 原子核外电子的运动特征 一、教材分析 1、教材的地位和作用 在教学结构中，教材是重要的组成部分，是知识信息的载体，本节课是关于基本概念的教学，“核外电子的运动特征”是学习微粒间作用力和分子空间结构知识的基础，是比较枯燥、抽象的，因而难以理解。这一部分知识是在学过原子结构、核电荷数、质子数、核外电子数及其相互关系和原子核外电子排布的初步知识基础上进行的。能够使学生进一步了解元素性质与其原子结构的关系，并为后面的晶体和轨道杂化的教学提供一些说理性的依据。这对于学生以后的学习有着极为重要的意义。 2、教学目标 （1）理解宏观与微观运动的不同 （2）了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 （3）掌握描述核外电子运动状态的参数 3、教学重点 （1）核外电子的能层、能级分布及能量关系 （2）核外电子运动状态的参数 4、教学难点 核外电子的能层、能级分布及能量关系 二、教学方法与手段 由于本节课的内容非常抽象，对于学生来说，在对很多问题的认识上还不能采取一分为二的分析方法，极易产生以偏概全的问题。本节课主要运用创设问题情景法、探究式教学法，采用多媒体辅助教学，注重对学生创新意识和实践精神的培养。 三、教学过程设计 第一部分：宏观与微观运动的不同以及核外电子运动特征的概括 1．创设情景，激发欲望 教师在教学中通过提出问题、叙述故事或提供材料等方式创设情景，让学生参与教学目标的制定，产生"我想学到什么"、"我想知道什么"、"我想发现什么"的学习需要，激发学生学习的欲望和渴求解决问题的迫切心理，让学生在"我要学习"的意识的强烈驱动下自觉主动地参与到学习情景之中。引入，日常生活中，我们经常接触到一些运动着的物体，如：奔驰在公路上的汽车；飞行的炮弹；围绕地球作高速运转的人造卫星；遨游在浩瀚太空的宇宙飞船……它们的运动和原子核外电子这样的微观粒子的运动有什么区别呢？原子核外的电子到底是如何运动的？有什么特点？原子核外电子的排布有何规律？我的设计意图是要通过栩栩如生的动画画面，激发学生的求知欲，为新课的学习奠定情感的基础。 2、启发点拨，自主探究 教师根据所提的问题，创设发散思维的条件，鼓励学生大胆想象。教师点在关键处，拨在疑难时，启在探索中，使学生有目的地自揣、自读、自练。例如：通过我给的关于宏观物体运动速度和核外电子运动速度对比表格，核外电子运动范围和宏观物体的运动范围相比较的表格，在思考问题的过程中，通过观察课件演示的有关核外电子和宏观物体相对比的数据，讨论比较宏观物体和核外电子运动的不同，使得学生在思考问题的过程中，通过观察软件演示的有关核外电子和 核外电子运动状态的描述 课后复习： 1、填空： 2、某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该原子核外共有多少个电子层？ 有多少种能量不同的电子？只含1个电子的轨道有几个？核电荷数是多少？ 课后练习： 1、用现代物质结构学说表明原子结构模型的是： A、道尔顿原子模型 B、卢瑟福原子模型 C、玻尔原子模型 D、汤姆生的葡萄干布丁模型 2、处于下列轨道中的电子，能量最低的是： A、2p B、3p C、4p D、5p 3、以下电子亚层符号正确的是： A、1p B、2d C、3f D、7s 4、处于下列轨道中的电子，能量最高的是： A、4s B、4p C、4d D、4f 5、下列各原子或离子的电子排列式错误的是： A、Na+1s22s22p6 B、F-1s22s22p6 C、N3+1s22s22p6 D、O2-1s22s22p6 6、下列原子中，最外层未成对电子数最多的是： A、核电荷数是5的原子 B、核电荷数是6的原子 C、核电荷数是7的原子 D、核电荷数是14的原子 7、下列原子中，最外层孤对电子为3对的是： A、核电荷数是6的原子 B、核电荷数是9的原子 C、核电荷数是12的原子 D、核电荷数是16的原子 8、下列轨道中，电子能量相等的是： A、1s和2s B、2s和2p C、3p y和3p z D、2p x和3p x 9、处于下列轨道中的电子自旋方向全部相同的是： A、3s2 B、3p3 C、3p4 D、3p5 10、下列元素中，具有3s23p6稳定结构的元素是： A、氧 B、氖 C、氩 D、氪 11、下列各离子中，核外电子排布与氩原子相同的是： A、F- B、 Mg2+ C、Al3+ D、S2- 12、下列各组微粒中，最外层电子排布都为3s23p6的是： A、F-与F B、F-与Ne C、Na+与Al3+ D、Cl-与K+ 13、下列元素的原子或离子中，s亚层全充满，p亚层有半充满轨道的是： A、Li B、F C、P D、S 14、下列元素的原子中，p亚层中的电子数为次外层电子数两倍的是： A、N B、O C、P D、S 第1课时原子核外电子的运动特征 [核心素养发展目标] 1.了解原子核外电子运动的特点，能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.理解“电子云”的概念，会用电子云和原子轨道的模型来描述原子核外电子运动的特征，培养证据推理和模型认知的学科核心素养。 一、核外电子运动的特点及电子云 1．原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速。 2．电子云图：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会的大小所得到的图形。3．电子云轮廓图：是指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。一般是将出现的概率约为90%的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，称为原子轨道。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制： (1)电子云中的小黑点并不代表一个电子而是代表电子在该处出现过一次。小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小。小黑点稀疏的地方，表示电子在该处出现的概率小；小黑点密集的地方，表示电子在该处出现的概率大。 (2)离核越近，电子出现的概率越大，小黑点越密集。 例1下列关于氢原子电子云图的说法正确的是( ) A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目多 B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会多 C．通常用小黑点来表示电子绕核做高速圆周运动 D．电子云图是对运动无规律性的描述 答案 B 解析黑点的疏密表示电子出现的概率大小，不表示电子数目的多少，黑点密度大，电子出现的频率高，故A错误，B正确；小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故C错误；电子云图反映电子在核外无规则运动时在某点出现的概率，是对运动的描述，故D错误。 二、核外电子运动状态的描述 对于多电子原子来说，常从以下几个方面来描述： 1．电子层 (1)电子层：如图所示，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为电子层(n)。 (2)电子层的表示方法： 电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7 …… 符号K L M N O P Q …… 离核远近由近到远 能量高低由低到高 2.原子轨道 (1)类型及形状 ①类型：即同一电子层中含有不同类型的原子轨道，分别用s、p、d、f表示，不同的轨道其形状不相同。 ②形状：s轨道呈球形，p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。 论原子核外电子的运动轨道 2010-02-19 11:30 论原子核外电子的运动轨道 广东博罗高级中学（516100）林海兵摘要：原子核外电子的运动轨道是一个个圆，任何一层电子的轨道都是如此，它并不像化学所说那样具有球的s形轨道，还有纺锤形的p形轨道，更有说不清形状的d、f形轨道。电子并没有什么自旋。 关键词：原子核，核外电子，运动轨道 自从卢瑟福用粒子散射实验证明了原子的核式模型之后，人们对于原子核与核外电子的情况又提出了许多理论，如玻尔关于原子核外电子运动的原子模型，泡利关于电子运动轨道的泡利不相容原理，门捷列夫的元素周期率……这一系列理论的提出，为现代的化学理论奠定了坚实的基础。 1 原子结构与核外电子的运动轨道 泡利认为，每一个电子都有一定的自旋。在同一条电子轨道上最多只允许容纳两个不同自旋的电子。这就是泡利不相容原理。 经典化学认为，原子核外电子的运动轨道是分层的，比如一个氪原子的核外电子就分为四层，第一层（即最内层）有2个电子，第二层有8个，第三层有18个，第四层有8个。而在每一层中，还分成各个亚层，氪原子的第一层只有一个S亚层，第二层则有两个亚层，即S亚层与P亚层，而第三层有三个亚层，即S、P、d亚层，最外层有两个亚层，即S、P亚层。 经典化学认为，在每一个亚层都具有一定的电子轨道数量，如S 亚层只有1条圆的轨道，而P亚层有3条纺锤形的轨道，d亚层则有5条，f亚层有7条。 经典化学还认为，其实这些所谓的轨道并不真正的确定的轨道，而是电子在运动过程中出现机会最大的地方，电子在运动过程中，总是出现在轨道附近的一定的空间范围内，这个空间范围就是人们所说的电子云。 经典化学还认为，由于各亚层的电子云形成并不相同，大小也不相同，这可能造成各亚层甚至是不同电子层的电子云相互交叠的情况。 …… 2 疑惑 笔者并不怎么理解“电子自旋”的含义——是不是好象地球的自转运动一样，它是一种电子的自转运动，电子象自地球一样在绕中心公转时可以发生逆时针的自转也可以发生顺时针的自转；又是否表示电子的自身结构，因为笔者在某些书籍上见到过关于电子的结构的论述，这些论述就把电子描述成具有类似于螺杆的螺旋一样的结构，所以，电子也有左旋电子也有右旋电子。在两种理解之中，第一种描述的是电子的运动，第二种描述的是电子的结构。 笔者还是不理解各种形状的电子亚层，如果有这样的一些电子亚层，就势必使各个亚层的电子云交叠，电子在运动过程中就一定会发生碰撞（必须注意的是，经典物理学与化学认为碰撞在粒子之间是一定存在的），就有可能形成许多不可预料的情况发生，就可能改变电 [核心素养发展目标] １．从微观层面理解原子的组成及结构，了解核外电子的排布规则，培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。２．能结合能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则书写和说明１～３6号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式，发展证据推理与模型认知的学科核心素养。 一、核外电子的排布原理 １．能量最低原理 （１）能量最低原理 原子核外电子先占据能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。（２）基态原子的核外电子在原子轨道上的排列顺序： 随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布遵循下列顺序： １电子所排的轨道顺序：１s、２s、２p、３s、３p、４s、３d、４p、５s、４d、５p、6s、４f、５d、6p、7s……，这是从实验得到的规律，适用于大多数基态原子的核外电子排布。 ２由上图可知，各轨道的能量高低顺序，可由下列公式得出：n s<（n—２）f<（n—１）d ３因为s，p，d，f轨道的原子轨道数分别为１,３,５,7个，所以s，p，d，f各原子轨道分别最多能容纳２,6,１0,１４个电子。 ３．洪特规则 （１）内容：原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低。这就是洪特规则。 （２）特例：能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d１0）、半充满（如p３和d５）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。这称为洪特规则特例。 例１若以E（n l）表示某原子轨道的能量，以下各式中正确的是（） A．E（５s）>E（４f）>E（４s）>E（３d） B．E（３d）>E（４s）>E（３p）>E（３s） C．E（４s） ZK 高一化学K1 第四讲 一、【知识梳理】 电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其 运动规律跟一般物体不同，它们没有确定的轨道。 因此，我们不能同时准确地测定电子在某一时刻所 处的位置和运动的速度，也不能描画出它的运动轨 迹。那么，如何描述原子核外电子的运动状态呢？ 一、电子云 科学上应用统计的原理，以每一个电子在原子核外空间某处出现机会的多少，来描述原子核外电子运动状态。电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的云雾笼罩在原子核 在电子云示意图中，小黑点表示电子出现的次数，小黑点的 ①球形； ②离核近，电子云密度大，表示电子出现几率大； ③离核远，电子云密度小，表示电子出现几率小。 为了便于理解，我们假想有一架特殊的照相机给氢原子照相。先给某个氢原子拍五张照片，得到下图所示的不同的图象。图中⊕表示原子核，一个小黑点表示电子在这里出现一次。 ，研究每一张照片会使我们获得这 样一个印象：电子运动毫无规律， 一会儿在这里出现，一会儿在那里出 现。 如果我们将这些照片叠印，就会 看到如图所示的图象。图象说明 ，对氢原子的照片叠印张数越多，就越能使人形成一团电子云雾笼罩原子核的印象，这团“电子云雾”呈球形对称，在离核越近处密度越大，离核越远处密度越小。 原子核外电子的运动状态可以从四个方面进行描述： 1．电子层 在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同，电子运动的区域也不相同，能量低的电子通常在离核近的区域运动，能量高的电子通常在离核远的区域运动。根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，可以将核外电子分成不同电子层。离核最近的为第一层，离核稍远的为第二层，依次类推，由近及远为三、四、五、六、七层，用符号K 、L 、M 、 氢原子电子云示意图 将若干张氢原子瞬间照相叠印的结果 高二化学选修课7 核外电子运动状态 【知识目标】 学习内容 学习水平 具体知识要点 核外电子排布 的表示方法 理解 1、电子式的含义及书写 2、原子结构示意图的含义及书写(1-18号元素) 3、电子排布式、轨道表示式的含义及书写(1-18号元素) 考点1、原子结构示意图 知识梳理 原子核外电子 的分层排布 电子层序数 1 2 3 4 …… 电子层符号 K L M N …… 电子离核距离 由 近 远 电子能量 由 低 高 核外电子排布的规律 ① 能量最低原理：即排满了K 层才排L 层，排满了L 层才排M 层。 ② 最多容纳原理：每个电子层最多容纳 2n 2 个电子。 ③ 不能超过原理：最外层电子数不能超过 8 个电子（K 层为最外层时，不能超过2个电子）；次外层电子数不超过 18 个电子（K 层为次外层不能超过2个电子）。 原子结构 示意图 知识应用 【例1】某短周期元素原子的次外层电子数为最外层电子数的2倍，则该元素原子核内质子 数为 A ．3 B ．6 C ．14 D ．16 【例2】某离子的结构示意图为，该离子所带的电荷数可能为 A ．8-n B ．n-8 C ．10-n D ．n-10 【知识巩固】 1．下列关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是 A ．核外电子是分区域运动的 B ．所有电子在同一区域里运动 C ．能量高的电子在离核近的区域运动 D ．能量低的电子在离核近的区域绕核运动 2．判断某多电子原子中电子能量大小的依据是 A ．元素原子的核电荷数 B ．原子核外电子的多少 C ．电子离原子核的远近 D ．原子核外电子的大小 +n 28K L 电子层 层内电子数 原子核 核电荷数 N 粒子符号 +725 核外电子的运动状态 电子在原子中的运动状态,可n,l,m,ms四个量子数来描述. （一）主量子数n 主量子数n是用来描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近,或者说它是决定电子层数的.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,即第二电子层.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） 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 主量子数n是决定电子能量高低的主要因素.对单电子原子来说,n值愈大,电子的能量愈高.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有关以外还同原子轨道（或电子云）的形状有关.因此,n 值愈大,电子的能量愈高这名话,只有在原子轨道（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…（n-1）.在每一个主量子数n中,有n个副量子数,其最大值为n-1.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还可以用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）的形状.L=0时（称s轨道）,其原子轨道（或电子云）呈球形分布（图4-5）；l=1时（称p轨道）,其原子轨道（或电子云）呈哑铃形分布（图4-6）；…图4-5 s电子云图4-6 p电子 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.为了区别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是第二电子层上的亚层,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4-1 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 1 1 课时训练2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述 基础夯实 1.电子作为微观粒子,其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别,下列关于电子运动特征的叙述中,正确的是( ) A.电子的运动根本就不存在运动轨迹 B.电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动,只不过每一个圆周的半径不同而已 C.电子的运动速率特别快,所以其能量特别大 D.电子的运动速率特别快,运动范围特别小,不可能同时准确地测定其位置和速度 ,每一个瞬间肯定都有客观存在的位置,所以肯定存在运动轨迹,只不过这个运动轨迹到底是什么样的,两个相邻的时间间隔内有什么关系就不能确定了;电子的运动速率虽然很快,但是其质量特别小,所以其能量也不会特别大;电子的运动速率特别快,运动范围特别小,故不能同时准确地测定其位置和速度。 2.下列能级中轨道数为5的是( ) A.s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级 ,轨道数目为2l +1,s、p、d、f能级的l分别是0、1、2、3,因此s、p、d、f能级中的轨道数分别是1、3、5、7,选C。 3.下列有关核外电子运动状态的说法正确的是( ) A.电子自旋就是电子围绕轴“自转” B.原子轨道可用来描述核外电子的运动状态 C.第二电子层有自旋相反的两个轨道 D.原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 ,自旋不是“自转”;原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态,它只能描述核外电子高频出现的“区域”,而不是核外电子运动的轨迹;第二电子层有四个轨道,分别为2s、2p x、2p y、2p z。综合上述分析,可知B项正确。 4.n、l、m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( ) (导学号52720035) A.数目 B.空间伸展方向 C.能量高低 D.电子数目 、l、m确定后,原子轨道数目、空间伸展方向、能量高低都可以确定,而只有每个轨道所填充的电子数尚不知道。例如,对n=1,l=0,m=0,可知其轨道的数目为1,轨道能量高低也可确定,其空间伸展方向呈球形,而填充的电子数目无法确定。 5.对于钠原子的第3层电子的p轨道3p x、3p y、3p z间的差异,下列几种说法中正确的是( ) A.电子云形状不同 B.原子轨道的对称类型不同 C.电子(基态)的能量不同 D.电子云空间伸展的方向不同 x、3p y、3p z所表示的是同一能级中的三个不同的p原子轨道,其能量相同。3p x、3p y、3p z的电子云、原子轨道都是哑铃(或纺锤)形,对称性类型都是轴对称。在空间伸展方向上,3p x电子云沿x轴方向伸展,3p y电子云沿y轴方向伸展,3p z电子云沿z轴方向伸展。 原子核外电子的运动特征学案 P11 1、对于多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的 ；在同一个原子中，离核越近，电子能量越 。 填写下表： (s 、p 、d 、f)，就好比电子层是楼层，能级是楼梯的阶级。各电子层上的能级是不一样的。 2、对于多电子原子，同一电子层的电子能量也可能不同，将其分成不同的 。同一电子层里，能级的能量按s 、p 、d 、f 、……的次序 ，即E （s ）＜E （p ）＜E （d ）＜E （f ）。 注意：K 层指包含一个能级，即s 能级；L 层包含两个能级，s 和p 能级；M 层包含三个能级，s 、p 和d 能级；N 层包含四个能级，s 、p 、d 、f 能级。每个能层中，能级符号的顺序是ns 、np 、nd 、nf…… （2）任一电子层，能级数 能层序数（填“＞”“＜”“≥” “≤”或“＝”） （3）s 、p 、d 、f……可容纳的电子数依次是 、 、 、 ……的两倍 （4）同一能级容纳的电子数 （“相等”或“不相等”） 3、电子云和原子轨道： (1)电子运动的特点：①质量极小 ②运动空间极小 ③极高速运动。 因此，电子运动不能用牛顿运动定律来描述，只能用统计的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。所得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道（与宏观物体的运动轨迹不同，也不同于玻尔提出的原子轨道）。下列是s 、p 轨道形状： s 电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。这是由于1s ，2s ，3s ……电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s 电子比1s 电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s 大，因而2s 电子云必然比1s 电子云更扩散。 2021年高中化学课题2 原子核外电子的运动特征竞赛讲义 学习目标：1．认识卢瑟福和波尔的原子结构模型； 2．了解核外电子的运动状态，了解电子云的概念； 3．了解电子层、原子轨道的概念，知道原子核外电子排布的轨道能级顺序； 学习内容： 1、核外电子的运动的特点： 核外电子以极高的速度、在极小的空间作应不停止的运转。不遵循宏观物体 的运动规律（不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。 （1）是一种杂乱无章的随机运动（速度极快、运动空间极小、测不准原理）可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。电子云——电子在核外 空间一定范围内出现的机会的大小，好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们 形象的称为电子云。 （2）统计学规律运动——电子云 ①用小黑点代表电子在核外空间区域内出现的机会；小黑点的疏密与电子在该区域出现机会大小成正比。 ②电子在原子核周围一定空间内出现，离核越近，出现机会越大；离核越远，出现机会越小。 2、原子核外电子的运动状态 （1）电子层（又称能层） ① ②核外电子排布规律：（一低四不超） [1] 核外电子的分层运动又称为其分层排布 [2] 能量最低原理：电子先排布在能量较低的轨道上。 [3] 每层≤2n2个；最外层≤ 8个（K层时≤2个）；次外层≤ 18个，倒数第三层≤ 32个。 （2）原子轨道——电子亚层 同一电子层的电子能量不一定相同，处在同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。 原子轨道：指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形状也不相同。 ①原子轨道的类型（又叫能级）：轨道的类型不同，轨道的形状也不同。根据轨道形状不同可分为：s 、p、d、 f等。 原子轨道形状----电子云界面图 界面图：界面图是选择一个等密度面，使电子在界面以内出现的总概率为90～95%。 核外电子排布规律和波尔原子模型 课后复习： 1 2、某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该原子核外共有多少个电子层？ 有多少种能量不同的电子？只含1个电子的轨道有几个？核电荷数是多少？ 课后练习： 1、用现代物质结构学说表明原子结构模型的是：（） A、道尔顿原子模型 B、卢瑟福原子模型 C、玻尔原子模型 D、汤姆生的葡萄干布丁模型 2、处于下列轨道中的电子，能量最低的是：（） A、2p B、3p C、4p D、5p 3、以下能级符号正确的是：（） A、1p B、2d C、3f D、7s 4、处于下列轨道中的电子，能量最高的是：（） A、4s B、4p C、4d D、4f 5、下列各原子或离子的电子排列式错误的是：（） A、Na+1s22s22p6 B、F-1s22s22p6 C、N3+1s22s22p6 D、O2-1s22s22p6 6、下列原子中，最外层未成对电子数最多的是：（） A、核电荷数是5的原子 B、核电荷数是6的原子 C、核电荷数是7的原子 D、核电荷数是14的原子 7、下列原子中，最外层孤对电子为3对的是：（） A、核电荷数是6的原子 B、核电荷数是9的原子 C、核电荷数是12的原子 D、核电荷数是16的原子 8、下列轨道中，电子能量相等的是：（） A、1s和2s B、2s和2p C、3p y和3p z D、2p x和3p x 9、处于下列轨道中的电子自旋方向全部相同的是：（） A、3s2 B、3p3 C、3p4 D、3p5 10、下列元素中，具有3s23p6稳定结构的元素是：（） A、氧 B、氖 C、氩 D、氪 11、下列各离子中，核外电子排布与氩原子相同的是：（） A、F- B、 Mg2+ C、Al3+ D、S2- 12、下列各组微粒中，最外层电子排布都为3s23p6的是：（） A、F-与F B、F-与Ne C、Na+与Al3+ D、Cl-与K+ 13、下列元素的原子或离子中，s亚层全充满，p亚层有半充满轨道的是：（） A、Li B、F C、P D、S 14、下列元素的原子中，p亚层中的电子数为次外层电子数两倍的是：（） A、N B、O C、P D、S 第一单元原子核外电子的运动 第1课时原子核外电子的运动特征 [学习目标定位] 熟知原子的构成，理解“电子云”的概念，会描述原子核外电子的运动特征。 一、核外电子运动的特点及电子云 1．原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速。 2．电子云：用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形。3．电子云轮廓图：是指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。一般是将出现的概率约为90%的空间圈出来，制作电子云的轮廓图，称为原子轨道。如氢原子核外电子的电子云轮廓图的绘制： (1)电子云中的小黑点并不代表一个电子而是代表电子在该处出现过一次。小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小。小黑点稀疏的地方，表示电子在该处出现的概率小；小黑点密集的地方，表示电子在该处出现的概率大。 (2)离核越近，电子出现的概率越大，小黑点越密集。 例1下列关于氢原子电子云图的说法正确的是( ) A．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目多 B．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会多 C．通常用小黑点来表示电子绕核做高速圆周运动 D．电子云图是对运动无规律性的描述 答案 B 解析黑点的疏密表示电子出现的概率大小，不表示电子数目的多少，黑点密度大，电子出现的频率高，故A错误，B正确；小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故C错误；电子云图反映电子在核外无规则运动时在某点出现的概率，是对运动的描述，故D错误。 二、核外电子运动状态的描述 对于多电子原子来说，常从以下几个方面来描述： 1．电子层 (1)电子层：如图所示，在多电子原子中，核外电子是分层运动的，能量高的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在核外不同的区域内运动，这种不同的区域称为电子层(n)。 (2)电子层的表示方法： 原子核外电子排布 【学习目标】 知识与技能 1、了解元素原子核外电子排布的基本规律 2、会用原子结构示意图熟练表示1——18号元素，惰性气体，部分第四，五周 期的主族元素的电子排布式， 3、在必修1的基础上，进一步认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型，了解原子核 外电子的运动状态。 4、在原子核外电子排布基本规律的基础上，进一步了解表述电子运动状态的四 个要素，了解电子云，知道1——36号元素的电子排布式，轨道表示式，价电子排式。 过程与方法 学习运用实验，查阅资料等多种手段获取信息，运用比较、分类、归纳等方法对信息进行加工。 情感态度与价值观 体会化学发展史中化学家们追求真理的精神，培养问题意识与探究意识，提高逻辑思维能力，领悟科学发现的艰辛，了解科学发现的意义，培养科学精神【教学重点】原子电子排布的规律 【教学难点】原子电子排布规律的探究 已有知识背景： 1、原子结构模型的演变过程 “原子结构模型”是科学家根据自己的认识对原子结构的形象描述，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。人类认识原子结构的历史依次为：道尔顿的原子模型→汤姆生的原子模型→卢瑟福原子模型→波尔原子模型→现代量子力学、电子云模型。 公元前5世纪，我国墨翟曾经提出物质微粒说，他称物质的微粒为“端”，意思是不可分割的质点。但在战国时代，有一本著作《庄子·天下篇》中却提到了物质无限可分的思想。与此同时，公元前5世纪的古希腊哲学家德谟克里特把物质碎片小到不可再分的最小组成单位称为“原子”（意思是“不可分割”）。在他的观点中，原子是最微小的不可分割的物质微粒。 19世纪，化学家道尔顿进一步阐述了原子学说的基本观点：化学元素由非常微小的、不可分割的物质微粒——原子组成，原子在所有化学变化中均保持自己独特的性质；同一元素的所有原子，各方面性质相同，而不同元素的原子有自己独特的性质；元素的原子以简单数值比相结合时就发生化合。由此近代原子理论得以建立。然而，道尔顿的学说不能从化合比例决定原子的相对重量。1811年阿伏伽德罗提出了分子的概念（尽管当时不被人接受）。19世纪初原子分子学说的出现，是近代化学发展过程中的重要里程碑。 1897年，汤姆生在研究阴极射线的时候，发现了原子中电子的存在，这打破了“原子不可分割”的理念，明确地向人们昭示：原子是可以继续分割的， 课题2 原子核外电子的运动特征 学习目标：1．认识卢瑟福和波尔的原子结构模型； 2．了解核外电子的运动状态，了解电子云的概念； 3．了解电子层、原子轨道的概念，知道原子核外电子排布的轨道能级顺序； 学习内容： 1、核外电子的运动的特点： 核外电子以极高的速度、在极小的空间作应不停止的运转。不遵循宏观物体 的运动规律（不能测出在某一时刻的位置、速度，即不能描画出它的运动轨迹）。 （1）是一种杂乱无章的随机运动（速度极快、运动空间极小、测不准原理） 可用统计（图示）的方法研究电子在核外出现的概率。电子云——电子在核外 空间一定范围内出现的机会的大小，好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们 形象的称为电子云。 （2）统计学规律运动——电子云 ①用小黑点代表电子在核外空间区域内出现的机会；小黑点的 疏密与电子在该区域出现机会大小成正比。 ②电子在原子核周围一定空间内出现，离核越近，出现机会越大；离核越远，出现机会越小。 2、原子核外电子的运动状态 （1）电子层（又称能层） ①分层依据：电子的能量的差异和主要运动区域离核远近的不同。 ②核外电子排布规律：（一低四不超） [1] 核外电子的分层运动又称为其分层排布 [2] 能量最低原理：电子先排布在能量较低的轨道上。 [3] 每层≤2n2个；最外层≤8个（K层时≤2个）；次外层≤18个，倒数第三层≤32个。 （2）原子轨道——电子亚层 同一电子层的电子能量不一定相同，处在同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动。 原子轨道：指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形 1 描述原子核外电子运动状态的四个量子数 量子力学用四个量子数来描述核外电子运动的状态。各个量子数对核外电子运动状态描述的程度有所不同，它们必须相互配合来提高对核外电子运动状态描述的程度，各量子数的功能如下： 1．主量子数n对应着电子层(主能层)数，意思是说核外电子是分层排布的。如Na原子核外的11个电子在基态时分三层排布。 2．角量子数l所表达的是一个电子层(主能层)里又划分为若干个能级(电子亚层或电子分层)。主量子数n和角量子数l共同表达了电子层中的能级。如3s(n＝3，l＝0)表示第三电子层里的第一能级(最低能级)，3p(n＝3，l＝1)表示第三电子层里的第二能级(较高能级)。 3．磁量子数m所表达的是一个能级中又划分为若干个原子轨道。主量子数n、角量子数l和磁量子数m表达了n电子层里某能级中的原子轨道。如2p x(n＝2，l＝1，m＝＋1)、2p y(n＝2，l＝1，m＝0)、2p z(n＝2，l＝1，m＝－1)各表示第二电子层里第二能级中的一个轨道。 4．自旋磁量子数m s描述的是电子的自旋性质。任何一个电子都有自己的自旋方向，处在同一个原子轨道的电子共分两种不同的自旋方向。 这样，原子中的电子运动状态可用量子数n、l和m确定的原子轨道来描述，并取两种自旋状态中的一种。必须将四个量子数搭配起来才能具体准确地描述出某个核外电子的运动状态。 能级又叫做原子轨道或电子亚层，一个能级即一种原子轨道或一个电子亚层。如1s能级又叫做1s轨道或1s亚层，3d能级又叫做3d轨道或3d亚层等。 主量子数n分别为1、2、3时，其他量子数的对应取值情况如表所示。 【典例1】 下列几组量子数中，各量子数能够同时存在的是( ) A ．1,1,2，－1 2 B ．3,2,2，＋1 2 C ．2,2,2,2 D ．1,0,0,0 解析 在A 中，n ＝1，l ＝1，m ＝2，m s ＝－1 2不合理；在B 中，n ＝3，l ＝2，m ＝2，m s ＝＋1 2合理；在C 中，n ＝2，l ＝2，m ＝2，m s ＝2不合理；在D 中，n ＝1，l ＝0，m ＝0，m s ＝0不合理。 答案 B [基础达标] 1．下列叙述中，不属于核外电子的特点的是() A．质量很小B．运动范围很小C．运动速率很快D．有确定的运动轨道 解析：选D。核外电子的质量极小，约为9.1×10－31 kg，仅为质子质量的1 1 836，在直径10－10 m的空间内做高速运动，运动速率已近光速(3×108 m·s－1)。所以，不能同时准确测定电子在某一时刻所处的位置及运动速率，也不能描绘出它的运动轨迹，即没有确定的运动轨道。 2．某元素的原子具有三个电子层，关于其外围电子排布的正确说法是() A．只有s电子B．只有p电子 C．有s、p电子D．只有s电子或有s、p电子 解析：选D。由题意知，该元素的外围电子排布为3s1～2或3s23p1～6，故该元素外围电子排布可能只有s电子或s、p电子。 3．多电子原子中，原子轨道能量高低排列错误的是() A．2s＜3s＜4s B．2p x＜2p y＜2p z C．3s＜3p＜3d D．2p x＝2p y＝2p z 解析：选B。在多电子原子中，原子轨道的能量与电子所处的电子层及所处的原子轨道的形状有关。当电子层和轨道形状确定时，电子的能量就确定了，电子能量与原子轨道的伸展方向无关，所以B项错误。 4．若某基态原子的外围电子排布为3d34s2，则下列说法正确的是() A．该元素基态原子中共有13个电子 B．该元素原子核外有3个电子层 C．该元素原子最外层共有5个电子 D．该元素原子L能层共有8个电子 解析：选D。本题给出的仅是该基态原子的外围电子排布式，我们可以写全该原子基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，可以看出最外层为4s能级，即核外有4个电子层，B项错误；根据能量最低原理知，第2层(即L层)已经排满，2s和2p一共最多能容纳8个电子，D项正确；由电子排布式可以算出其核外一共有23个电子，A项错误；要注意外围电子不能错误理解成最外层电子，此原子的最外层仅为4s2上的2个电子，C项错误。 5．以下电子排布式表示基态原子电子排布式的是() A．1s22s22p63s13p3 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1 C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1 解析：选D。A项基态原子电子排布式应为1s22s22p63s23p2；B项基态原子电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s2；C项基态原子电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2。 6．在下列元素的基态原子中，其最外电子层未成对电子最多的是() A．Cl B．P C．Al D．Si 解析：选B。Cl原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p5，有1个未成对电子；P原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p3，有3个未成对电子；Al原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p1，有1个未成对电子；Si原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p2，有2个未成对电子。 7．下列叙述正确的是() A．[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布 B．铬原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s13d5 C．铜原子的外围电子排布式是3d94s2 普通高中课程标准实验教科书-化学选修3[苏教版] 专题2 原子结构与元素的性质 第一单元原子核外电子的运动 [学习内容] 一、原子核外电子的运动 （一）原子核外电子的运动特点 *对“电子云”图的认识： （1）电子云是人们形象虾地描述电子在原子核外空间出现的机会的多少 （2）电子云图通常是用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会的多少所得到的图形，即小黑点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。小黑点密表示电子在该区域出现的机会多，小黑点疏表示电子在该区域出现的机会少 （二）核外电子的运动状态 1．电子层（n）1 2 3 4 5 6 7 符号K L M N O P Q 分层依据：电子运动的能量不同、电子运动的主要区域离核的远近不同 2．原子轨道 分类：s、p、d、f 分类依据：同一电子层中电子运动的能量仍有区别，电子云的形状也不相同 （1）原子轨道形状----决定轨道的类型 s----球形 p---仿锥形 d、f轨道较复杂 （2）原子轨道的空间伸展方向----决定该种轨道类型的个数 s------1 p-----3 d-------5 f-----7 3．电子的自旋：原子核外电子有两种不同的自旋方式。通常“↑”和“↓”用表示 [小结] （1）原子核外电子的运动状态是由该电子所处的电子层、原子轨道（包括形状和伸展方向）、电子自旋几个方面决定 （2）从能量角度看，不同的电子层具有不同的能量（因此电子层也称为不同的能层）； 同一电子层（即同一能层）中不同形状的轨道也具有不同的能量（因此一定电子层中具有一定形状的轨道也称为能级），但同一能级的不同伸展方向的能级具有相同的能量（3）轨道能量（能级）的高低顺序：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p [同步练习] 1．对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的；各能层最多容纳的电子数为。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）＜E（f）。 2．以下能级符号正确的是 A. 1p B.2d C.3f D.4p 3．下列能级中轨道数为5的是 A．s能级 B.p能级 C.d能级 D.f能级 4．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低 （1）1s,3d (2) 3s,3p,3d (3)2p,3p,4p 5．下面是s能级p能级的原子轨道图，试回答问题： 核外电子运动状态标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N] ZK 高一化学K1 第四讲 一、【知识梳理】 电子在原子核外很小的空间内作高速运动，其 运动规律跟一般物体不同，它们没有确定的轨道。 因此，我们不能同时准确地测定电子在某一时刻所 处的位置和运动的速度，也不能描画出它的运动轨 迹。那么，如何描述原子核外电子的运动状态呢？ 一、电子云 科学上应用统计的原理，以每一个电子在原子核外空间某处出现机会的多少，来描述原子核外电子运动状态。电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以我们形象地称它为“电子云”。见下图。 在电子云示意图中，小黑点表示电子出现的次数，小黑疏密（电子云密度）表示电子出现的几率。氢原子电 子云： ①球形； ②离核近，电子云密度大，表示电子出现几率大； ③离核远，电子云密度小，表示电子出现几率小。 为了便于理解，我们假想有一架特殊的照相机给氢原子照相。先给某个氢原子拍五张照片，得到下图所示的不同的图象。图中⊕表示原子核，一个小黑点表示电子在这里出现一次。 给氢原子拍上成千上万张照片 ，研究每一张照片会使我们获得这 现。 如果我们将这些照片叠印，就会 看到如图所示的图象。图象说明 ，对氢原子的照片叠印张数越多，就越能使人形成一团电子云雾笼罩原子核的印象，这团 原子核外电子的运动状态可以从四个方面进行描述： 1．电子层 在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同，电子运动的区域也不相同，能量低的电子通常在离核近的区域运动，能量高的电子通常在离核远的区域运动。根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，可以将核外电子分成不同电子层。离核最近的为第一层，离核稍远的为第二层，依次类推，由近及远为三、四、五、六、七层，用符号K、L、M、N、O、P、Q表示。 2．电子亚层和电子云的形状 科学研究发现，在同一电子层中，电子的能量还稍有差别，电子云的形状也不相同。根据这个差别，又可以把一个电子层分成一个或几个亚层，分别用s、p、d、f等符号表示。s电子云为球形，p电子云为纺锤形，d电子云为花瓣形，f电子云为更复杂的花瓣形，它们均以原子核为对称中心。形状越复杂，电子的能量越高。每个电子层所辖亚层数不等，K电子层只有一个s亚层，L电子层有s、p两个亚层，M电子层有s、p、d三个亚层，N电子层有s、p、d、f四个亚层。在同一个电子层，亚层电子的能量是按s、p、d、f的次序递增的。 3．电子云的伸展方向（轨道） 电子云不仅有确定的形状，而且有一定 的伸展方向。S电子云是球形对称的，在空 间各个方向上伸展的程度相同；p电子云有 三种伸展方向；d电子云有五种伸展方向；原子核外电子的运动特征
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