323 同核双原子分子电子组态 基态电子组态

《原子核外电子的排布》教学设计

《原子核外电子的排布》教学设计 一、教材分析 本章《物质结构元素周期律》是高中必修二第一章的内容，是在九年级化学上册第四单元《物质构成的奥秘》的理论基础上进一步的深入学习，而本节内容——原子核外电子的排布又是本章的核心内容，是后面学习元素周期律的基础。 二、学生分析 学生初中时已经学习了原子的构成和元素，对核外电子是分层排布这一知识点也做了初步了解，所以在此节内容的学习之前学生就已经具备了一些原子的相关基础知识。同时也具备一定的数学基础，能够对一些数据进行分析处理。 三、教学目标 （一）知识与技能目标 1．了解原子核外电子运动的特征。 2．了解元素原子核外电子排布的基本规律，能用原子（离子）结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布。 （二）过程与方法目标 培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 四、教学重难点 重点：原子核外电子分层排布、原子核外电子的排布及其规律。 难点：原子核外电子排布规律间相互制约关系。 五、教学过程 【引入】大家好，这节课我们进入到新课的学习：

【板书】原子核外电子的排布 【提问】在进入新课内容之前，我们先来复习一下以前学习的内容。初中的时候在《物质构成的奥秘》这一章当中我们就学习了原子的相关知识，下面我们来回顾一下，什么是原子？原子由什么微粒构成？ 【学生回顾】…… 【板书】 外电子数 核电荷数＝质子数＝核的负电荷核外电子：带一个单位 中子：不带电 个单位的正电荷质子：带原子核原子????????1 【教师】原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，其中质子带一个单位的正电荷，中子不带电。核外电子则带一个单位的负电荷。 【提问】那么为什么原子对外显电中性呢？ 【学生】质子所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数，所以原子不显电性。 【教师】很好，其中我们还学习到了一个重要的等式关系：核电荷数=质子数=核外电子数。所以质子所带的正电荷与核外电子所带的负电荷相互抵消，导致原子不显电性。 【过渡】好，我们都知道了原子的结构。现在我们来研究一下电子在原子核外究竟是怎么运动的。 【教师】大家来看ppt 上这张熟悉的原子结构图。我们可以看到原子核外有一圈圈的层状区域，由里往外分为好几个圈层，这就是我们以前初三所学习到的电子层——核外电子的运动有自己的特点，它不像行星绕太阳旋转有固定的轨道，但却有经常出现的区域，科学家把这些区域称为电子层。而核外电子就是在这样不同的电子层内运动，我们把这种现象称为核外电子的分层排布。这些都是同学们初中已经学习过的内容。 【过渡】那么，大家知道了核外电子的分层排布之后，是不是产生了这样的疑问：核外电子究竟是怎么分层排布的呢？好，接下来我们一起来共同解决同学们的疑问——我们来探究核外电子的排布规律。 【板书】核外电子的排布规律 【提问】我们来看这个原子结构，从黄色最里一层原子层到蓝色最外一层原子层，

试卷

临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题（A 卷） 一、论述题25分，每小题5分） 1．夫朗克—赫兹实验的原理和结论。 2．泡利不相容原理。 3．X 射线标识谱是如何产生的？ 4．什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。 5．为什么原子核的裂变和聚变能放出巨大能量？ 二、（20分）写出钠原子基态的电子组态和原子态。如果价电子被激发到4s 态，问向基态跃迁时可能会发出几条光谱线？试画出能级跃迁图，并说明之。 三、（15分）对于电子组态3p4d ，在LS 耦合时，（1）写出所有可能的光谱项符号；（2）若置于磁场中，这一电子组态一共分裂出多少个能级？（3）这些能级之间有多少可能的偶极辐射跃迁？ 四、（20分）镉原子在1D 2→1P 1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T 的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。 五、（1）（10分）用中子打击F 199产生O 9，并放出一个新粒子，写出核反应方程式；在实验室坐标系中，这种核反应发生时中子必须有的最小的能量是 4.1MeV ，试求反应能Q 值（n 10：1.008665u ，F 19 9：18.998405 u ）。 （2）（10分）已知U 235的核子的平均结合能为7.572 MeV ，Sn 117及Sn 118的核子的平均结 合能为8.6MeV ，求U 235 裂变为两个Sn 核时放出多少能量？平均一个核子释放多少能量？ 临沂师范学院物理系 原子物理学期末考试试题（B 卷） 一、论述题25分，每小题5分） 1．玻尔理论的成功之处和局限性。 2．波函数及其物理意义。 3．泡利不相容原理。 4．X 射线标识谱是如何产生的？ 5．什么是原子核的放射性衰变？举例说明之。 二、（20分）当处于基态的氢原子被12.3eV 光子激发后，被激发的氢原子可能产生几条谱线？求出相应谱线的频率（用玻尔理论，不考虑电子自旋） 三、（15分）钇原子基态为2D ，用这种原子进行史特恩—盖拉赫实验时，原子束分裂为4束，求原子基态总磁矩及其在外磁场方向上的投影（结果用玻尔磁子表示） 四、（20分）镉原子在1D2→1P1的跃迁中产生的谱线波长为6438埃。当镉原子置于强度为2T 的均匀磁场中时发生塞曼效应，试计算谱线塞曼分裂中各分量的波长和它们之间的波长差，并画出相应的光谱跃迁图。 五、（1）（10分）为进行H O F n 1119819 91 0＋→+的核反应，在验室坐标系中，这种核反应发生

原子的核外电子排布和结构示意图及其强化练习

四十六、原子的核外电子排布和结构示意图 一、原子的核外电子排布规律 总规律：原子的核外电子是分层排布的。 1、核外电子总是尽先排布在能力最低的电子层中。也就是说，排满了K 层才排L 层，排 满了L 层才排M 层。（但不能继续说排满了M 层才排N 层） 2、每个电子层最多容纳的电子数为2n 个。 3、最外层最多容纳的电子数不超过8个（K 层作最外层时不超过2个）。 4、次外层最多容纳的电子数不超过18个，倒数第三层最多容纳的电子数不超过32个。 二、结构示意图：用各电子层容纳的电子数表示原子或者离子的核外电子排布情况的示意图。 例如：S S 2－ K ＋ “+” “19”表示钾离子的核电荷数为19，“2”表示K 层容纳2个电子，“8”表示L 层容纳8个电子，“8”表示M 层容纳8个电子。

3、具有2电子的微粒：He, Li＋, Be2＋, H2 具有10电子的微粒：Ne、N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋、CH4、NH3、 H2O、HF、H3O＋、NH4＋、OH－、NH2－、 具有18电子的微粒：、Ar、P3－、S2－、Cl－、K＋、Ca2＋、SiH4、PH3、H2S、HCl、 C2H6、N2H4、H2O2、F2、HS－、O22－、 三、强化练习 1、某主族元素的原子有5个电子层，最外层只有1个电子，下列描述中正确的是（） A、其单质常温下跟水反应不如钠剧烈 B、其原子半径比钾原子半径小 C、其碳酸盐易溶于水 D、其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解 2、下列四种元素中，其单质氧化性最强的是（） A、原子含有最外层电子数最多的第二周期元素 B、位于周期表中第三周期ⅢA族的元素 C 的元素 D、原子结构示意图为的元素 3、氢化钠(NaH)+1价，NaH与水反应放出氢气。下列叙 述中，正确的是（） A、NaH在水中显酸性 B、NaH中氢负离子的电子层排布与氦原子的相同 C、NaH中氢负离子半径比锂离子半径小 D、NaH中氢负离子可被还原成氢气 4、用R代表短周期元素，R原子最外层的电子数是最内层电子数的2倍。下列关于R的描述 中正确的是（） A、R的氧化物都能溶于水 B、R的最高价氧化物所对应的水化物都只是H2RO3 C、R元素都是非金属元素 D、R的氧化物都能与NaOH溶液反应 5、已知铍(Be)的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是（） A、铍的原子半径小于硼的原子半径 B、氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8 C、氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱 D、单质铍跟冷水反应产生氢气 6、下列关于稀有气体的叙述不正确的是（） A、原子的最外电子层都有8个电子 B、其原子与同周期IA、IIA族阳离子具有相同的核外电子排布 C、化学性质非常不活泼 D、原子半径比同周期ⅦA族元素原子的小 7、在短周期元素中，若元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素种 类为（） A、1种 B、2种 C、3种 D、4种

原子结构和分子结构

原子结构分子结构 一、是非题 1．所谓原子轨道就是指一定的电子云。 2．价电子层排布为ns1的元素都是碱金属元素。 3．当主量子数为4时，共有4s、4p、4d、4f四个轨道。 4．第一过渡系(即第四周期)元素的原子填充电子时是先填充3d轨道后填充4s 轨道，所以失去电子时也是按这个次序先失去3d电子。 5．原子在基态时没有未成对电子，就肯定不能形成共价键。 6．由于CO2、H2O、H2S、CH4分子中都含有极性键，因此都是极性分子。 7．形成离子晶体的化合物中不可能有共价键。 8．全由共价键结合形成的化合物只能形成分子晶体。 9．在CCl4、CHCl3和CH2Cl2分子中，碳原子都是采用sp3杂化，因此这些分子都呈正四面体。 10．色散力只存在于非极性分子之间。 二、选择题 1. 在氢原子中，对r=53pm处的正确描述是() A．该处1s电子云最大B．r是1s径向分布函数的平均值 C．该处的H原子Bohr半径D．该处是1s电子云介面 2. 3s电子的径向分布图有()。 A．3个峰B．2个峰C．4个峰D．1个峰 3. 在电子云示意图中，小黑点是( ) A．其疏密表示电子出现的几率密度的大小B．表示电子在该处出现 C．其疏密表示电子出现的几率的大小D．表示电子 4. N，O，P，S原子中，第一电子亲合能最大的是( ) A．N B．O C．P D．S 5. O、S、As三种元素比较，正确的是() A．电负性O＞S＞As , 原子半径O＜S＜As B．电负性O＜S＜As , 原子半径O＜S＜As C．电负性O＜S＜As , 原子半径O＞S＞As D．电负性O＞S＞As , 原子半径O＞S＞As

基态原子电子组态

基态原子电子组态 所需解决问题：核外电子均带负电，相互之间有排斥作用，为什么每个电子最终能稳定存在？这种排斥作用有什么规律？如何描述？处于不同原子轨道上的电子的能量高低如何判断？ 1-6-0 屏蔽效应和钻穿效应（补充内容） 一：屏蔽效应（C级重点掌握） 1：屏蔽效应与有效核电荷（C级重点掌握） 这种由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷对电子的吸引力的作用称为屏蔽作用(或效应),而把被其他电子屏蔽后的核电荷称为有效核电荷.用符号Z*表示.于是有: Z* = Z - σ 式中：Z为未屏蔽时的核电荷数(即原子序数),σ称为屏蔽系数，它代表了其它电子对所选电子（又称目标电子）的排斥作用大小。σ值越大,表示目标电子受到的屏蔽作用就越大.轨道形状不同，对其它电子的屏蔽效应大小不同，即σ值不同，一般情况下，σs＞σp＞σd＞σf 2：多电子原子的能量公式（C级重点掌握） 对于氢原子,核外只有一个电子,不存在屏蔽效应,则其电子的能量只与主电子数ｎ有关,即：（1-9） 而对于多电子原子中的一个电子来说,由于这时有效核电荷取代了核电荷,所以其电子的能量: （1-10） 3：屏蔽效应的应用（C级重点掌握） （1）n不同,ι相同时,n越大,电子离核越远,所受到的屏蔽作用就越强,则σ越大,Z*越小,所以能量越高. ∴E1S

∴E3s

元素的电子组态列表

元素的电子组态列表 维基百科，自由的百科全书 跳转到：导航, 搜索 注意：本页面或章节含有Unicode中日韩统一表意文字新版用字。如果您的系统不支持，有关字符将会错误显示成空格、问号或者方格等。参见维基百科:Unicode扩展汉字。 这是一个关于基态电中性原子的电子组态，即原子核外电子排布方式的数据列表。[编辑]电子排布方式 此列表按照原子序数的递增顺序进行排列，列表表头由左至右按照原子核外电子运动轨道的能级顺序排列。 原子核外电子运动轨道的能级顺序 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p 1 H 氢: 1s1 1s1 1 2 He 氦: 1s2 1s2 2 3 Li 锂: 1s2 2s1 1s22s1 2 1 4 Be 铍: 1s2 2s2 1s22s2 2 2 5 B 硼: 1s2 2s2 2p1 1s22s22p1 2 3 6 C 碳: 1s2 2s2 2p2 1s22s22p2 2 4 7 N 氮: 1s2 2s2 2p3 1s22s22p3 2 5 8 O 氧: 1s2 2s2 2p4

1s22s22p4 2 6 9 F 氟: 1s2 2s2 2p5 1s22s22p5 2 7 10 Ne 氖: 1s2 2s2 2p6 1s22s22p6 2 8 11 Na 钠: [Ne] 3s1 1s22s22p63s1 2 8 1 12 Mg 镁: [Ne] 3s2 1s22s22p63s2 2 8 2 13 Al 铝: [Ne] 3s2 3p1 1s22s22p63s23p1 2 8 3 14 Si 硅: [Ne] 3s2 3p2 1s22s22p63s23p2 2 8 4 15 P 磷: [Ne] 3s2 3p3 1s22s22p63s23p3 2 8 5 16 S 硫: [Ne] 3s2 3p4 1s22s22p63s23p4 2 8 6 17 Cl 氯: [Ne] 3s2 3p5 1s22s22p63s23p5 2 8 7 18 Ar 氩: [Ne] 3s2 3p6 1s22s22p63s23p6 2 8 8 19 K 钾: [Ar] 4s1 1s22s22p63s23p64s1 2 8 8 1 20 Ca 钙: [Ar] 4s2 1s22s22p63s23p64s2

原子结构 原子核外电子排布

第五章原子结构元素周期律 第一节原子结构原子核外电子排布 【高考新动向】 【考纲全景透析】 一、原子的构成 1. 原子的构成 原子的组成表示式：X，其中X为原子符号，A为质量数，Z为质子数，A－Z为中子数。2．基本关系 ①质子数＝核电荷数＝核外电子数 ②阳离子中：质子数＝核外电子数＋电荷数 ③阴离子中：质子数＝核外电子数－电荷数 ④质量数＝质子数＋中子数 3.元素、核素、同位素之间的关系如下图所示： 元素、核素和同位素的概念的比较

二、 原子核外电子排布 1.电子层的表示方法及能量变化 圆圈表示原子核，圆圈内标示出核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层的电子数。要注意无论是阳离子还是阴离子，圆圈内的核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。 离核由近及远→电子能量由低到高 2.核外电子分层排布的规律 核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有： (1)能量规律 原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(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）分层排布规律 ①原子核外每个电子层最多容纳2n 2 个电子。 ②原子最外层电子数不超过8个电子(K 层为最外层不能超过2个电子)。 ③原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)。 【热点难点全析】

〖考点一〗原子的构成及概念比较 1.构成原子的粒子 2.组成原子的各种粒子及相互关系 (1)原子或分子：质子数(Z)=核电荷数=核外电子数 (2)阳离子：核外电子数=质子数-所带电荷数 (3)阴离子：核外电子数=质子数+所带电荷数 3.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较 〖提醒〗(1)质子数与核外电子数之间的关系，对于原子不易出错，对于阴、阳离子容易出错。应清楚阳离子核外电子数少于质子数，阴离子核外电子数多于质子数。 (2)元素、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断关键是描述的对象。如： ①具有相同质子数的两微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O。 ②质子数相同而中子数不同的两微粒不一定互为同位素，如14N2和13C16O。 ③2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体。 【典例1】铀(U)是重要的核工业原料，其中23592U是核反应堆的燃料，下列关于23592U和23892U的说

原子核外电子排布的原理

原子核外电子排布的原理 处于稳定状态的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，另外，由于电子不可能都挤在一起，它们还要遵守保里不相容原理和洪特规则，一般而言，在这三条规则的指导下，可以推导出元素原子的核外电子排布情况，在中学阶段要求的前36号元素里，没有例外的情况发生。 核外电子排布原理一——能量最低原理 电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低。怎样才能使电子的能量最低呢？比方说，我们站在地面上，不会觉得有什么危险；如果我们站在20层楼的顶上，再往下看时我们心理感到害怕。这是因为物体在越高处具有的势能越高，物体总有从高处往低处的一种趋势，就像自由落体一样，我们从来没有见过物体会自动从地面上升到空中，物体要从地面到空中，必须要有外加力的作用。电子本身就是一种物质，也具有同样的性质，即它在一般情况下总想处于一种较为安全（或稳定）的一种状态（基态），也就是能量最低时的状态。当有外加作用时，电子也是可以吸收能量到能量较高的状态（激发态），但是它总有时时刻刻想回到基态的趋势。一般来说，离核较近的电子具有较低的能量，随着电子层数的增加，电子的能量越来越大；同一层中，各亚层的能量是按s、p、d、f的次序增高的。这两种作用的总结果可以得出电子在原子核外排布时遵守下列次序：1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p…… 原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n和角量子数l决定。当l相同时，n越大，原子轨道能量E越高，例如E1s＜E2s＜E3s；E2p＜E3p ＜E4p。当n相同时，l越大，能级也越高，如E3s＜E3p＜E3d。当n和l 都不同时，情况比较复杂，必须同时考虑原子核对电子的吸引及电子之间的相互排斥力。由于其他电子的存在往往减弱了原子核对外层电子的吸引力，从而使多电子原子的能级产生交错现象，如E4s＜E3d，E5s＜E4d。Pauling根据光谱实验数据以及理论计算结果，提出了多电子原子轨道的近似能级图。用小圆圈代表原子轨道，按能量高低顺序排列起来，将轨道能量相近的放在同一个方框中组成一个能级组，共有7个能级组。电子可按这种能级图从低至高顺序填入。

原子结构和元素周期律(精)

第九章
首 页 基本要求
原子结构和元素周期律
重点难点 讲授学时 内容提要
1
基本要求
[TOP]
1.1 了解原子结构的有核模型和 Bohr 模型；电子的波粒二象性、测不准原理；了解了解元素和健康的 关系。 1.2 熟悉原子轨道和概率密度的观念；熟悉原子轨道的角度分布图、径向分布函数图的意义和特征；熟 悉电子组态与元素周期表的关系，有效核电荷、原子半径及电负性变化规律。 1.3 掌握 n、l、m、s 4 个量子数的意义、取值规律及其与电子运动状态的关系；掌握基态原子电子组态 书写的三条原则，正确书写基态原子电子组态和价层电子组态。
2
重点难点
[TOP]
2.1 重点 2.1.1 原子轨道、概率密度的观念；n、l、m、s 4 个量子数；电子组态和价层电子组态。熟悉的意义和 特征；熟悉电子组态与元素周期表的关系，有效核电荷、原子半径及电负性变化规律。 2.1.2 原子轨道的角度分布图和径向分布函数图；了解原子结构的有核模型和 Bohr 模型；了解了解元 素和健康的关系。 2.1.3 电子组态的书写、与元素周期表的关系；元素性质的变化规律。 2.2 难点 2.2.1 电子的波粒二象性、测不准原理；波函数和原子轨道。 2.2.2 原子轨道的角度分布图和径向分布函数图。 2.2.3 熟悉电子组态与元素周期表的关系。
3
讲授学时
[TOP]
建议 4～6 学时
1

4
内容提要
[TOP]
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
4.1 第一节 氢原子的结构 4.1.1 氢光谱和氢原子的玻尔模型 α 粒子散射实验提供了原子结构的有核模型，但卢瑟福模型没有解决原子核外的空间如何被电子所 占有问题。 量子力学基于两点认识原子结构：一是量子化现象，二是测不准原理。 普朗克提出，热物体吸收或释放能量不连续，称量子化的。 氢原子的线状光谱也表现了原子辐射能量的量子化。 玻尔假定： 电子沿着固定轨道绕核旋转； 当电子在这些轨道上跃迁时就吸收或辐射一定能量的光子。 轨道能量为
E??
4.1.2 电子的波粒二象性
RH ， n=1,2,3,4,… n2
波粒二象性是指物质既有波动性又有粒子性的特性。光子的波粒二象性关系式 λ=h/mc= h/p 德布罗意的微观粒子波粒二象性关系式
??
h h ? p mv
微观粒子的波动性和粒子性通过普朗克常量 h 联系和统一起来。 微观粒子的波动性被电子衍射实验证实。电子束的衍射现象必须用统计性来理解。衍射中电子穿越 晶体投射到照相底片上， 图像上亮斑强度大的地方电子出现的概率大； 电子出现少的地方亮斑强度就弱。 所以，电子波是概率波，反映电子在空间某区域出现的概率。 4.1.3 测不准原理 海森堡指出，无法同时确定微观粒子的位置和动量，它的位置越准确，动量（或速度）就越不准确； 反之，它的动量越准确，位置就越不准确： △x· △px≥h/4π 式中△x 为坐标上粒子在 x 方向的位置误差，△px 为动量在 x 方向的误差。 测不准原理表明微观粒子不存在确定的运动轨迹，可以用量子力学来描述它在空间出现的概率及其 它全部特征。
2

怎样确定原子的电子层排布

怎样确定原子的电子层排布 一、电子层容量原理 ?在原子核外电子排布中，每个电子层最多容纳的电子数为２ｎ2，这个规律在一些无机化学教材中叫做最大容量原理。我认为，该原理并不能全面反映原子核外电子排布的真实情况,其一，它只适合于离核近的内电子层,且不是最大，而是等于2n 2；其二，离核远的外电子层,实际排布的电子数则远远小于2n 2,根本不能用此原理来描述。离核近的内电子层与离核远的外电子层，各有其电子容量的规律,原子的电子层排布，就是这两种规律结合而成的。为此,我总结出内电子层和外电子层的各自的容量规律，并将两者结合起来,称为“电子层容量原理”,其内容如下: 设ω为原子的电子层数，n 为从原子核往外数的电子层数,m 为由原子最外层往里数的电子层数。 当n ＜22+ω时,为内电子层,每个电子层容纳的电子数＝2n 2。 当n ≥22+ω时,为外电子层，每个电子层最多容纳的电子数＝2(ｍ＋1)2. 核外只有ｋ层时,最多容纳2个电子。 ?由上述两个关系组成的电子层排布如下： ?从以上图示可知,原子的电子排布是两头少,中间多。 应用电子层容量原理，可使外电子层不用２n 2，避免出现太大偏差． 应用外电子层的公式,可以取代中学教材中的如下规律： (1) 最外层电子数不超过8个(最外层为K 层,则不超过２个)。 (2) 次外层电子数不超过18个。 ?(3) 外数第三层电子数不超过32个．…… 因为这些规律可直接从外电子层的公式推出。 稀有气体原子的电子层排布则是很规整的相等关系,其内电子层电子数为2ｎ2，外电子层电子数为２(m +1)2，因此，稀有气体元素原子的电子层结构是一种稳定结构.主族元素的 原子,最外层未达到2(m +1)２个电子(即8个电子)，一般副族元素的原子,最外层和次外层的 电子数均小于2(ｍ+1)２。原子的电子层数越多，出现未填满电子数2(ｍ+1)2的外电子层数 就越多。它可用下式计算：未排满2(ｍ＋1)2个电子的电子层数最多为2 ω(当为偶数)或21-ω(为奇数)。例如:核外有６个电子层的元素,没有排满2(m +１)2个电子的外电子层数最多为６ ／2＝3。镧系元素的原子,一般就有4、5、6三个电子层的电子数未达到2(m ＋１)２。 ?2n 2是由电子运动状态的四个量子数及泡利不相容原理所得出的关系,而2(m +1)2却是由能级交错现象所得出的关系。 对于多电子原子，由于电子的屏蔽作用和穿透作用,出现了原子轨道的交错现象，产生了与元素周期表中周期相对应的能级分组，能级组的通式为ns 、(n -2)f 、(n -１)d 、np 。从第3电子层起，出现E n ｄ＞E (n +1)s ，从第4电子层起，出现E ｎf >Ｅ(n +2)s ．因此,在次外层电子数未达到最大容量时,已出现了最外层电子的填充，而最外层电子数未达到最大容量时，又

原子核外电子的排布

原子核外电子的排布 教学目标 知识技能：了解原子核外电子运动的特征和电子云的概念，明确微观粒子和宏观物体的运动有不同的规律；初步掌握原子核外电子排布规律，会画1～20 号元素原子和离子结构示意图；会根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。 能力培养：培养学生的观察能力、分析能力和抽象思维的能力。 科学思想：通过微观粒子与宏观物体运动的分析，培养学生辩证思维的思想。 科学品质：对学生进行严格的科学态度教育。 科学方法：通过观察、学会分析，归纳，总结问题。 重点、难点 电子云概念；原子核外电子排布的规律；1～20号元素原子和离子结构示意图；根据原子、阳离子和阴离子的质子数和核外电子数之间的关系进行有关的计算。 教学过程设计 教师活动学生活动设计意图 【引入】日常生活中，我们 经常接触到一些运动着的物体， 如： 【软件演示】 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？这是我们这节课要研究的主要内容。 观察软件演示 的各个运动物体的 动画画面，思考宏 观物体的运动规 律。 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。 【板书】

第二节原子核外电子的排布 【设问】 核外电子的运动和宏观物体 的运动有什么不同？ 续表 教师活动学生活动设计意图 【板书】 一、原子核外电子运动的特征 【软件演示】 宏观物体运动和核外电子运动的区别： 1．宏观物体运动速度和核外电子运动速度相比可忽略不计。 在思考问题的 过程中，通过观察软 件演示的有关核外电 子和宏观物体相对比 的数据，比较宏观物 体和核外电子运动的 不同。 观察、分析表中 数 领悟 培养学 生的观察能 力、分析问题 和归纳总结的 能力，明确微 观粒子和宏观 物体的不同之 处，培养辩证 思维的思想。 运动物体运动速度（km/s） 汽车 炮弹 人造卫星 宇宙飞船 氢原子核外电 子 (约为光速的1％) 2．核外电子运动范围和宏观物体的运动范围相比可忽略不计。 乒乓球的直径原子核外电子的运动范 围 4×10-2m n×10-10m 3．原子核外电子的质量和宏观物体的质量相比可忽略不计。 原子核外电子的质量很小，约为×10-31kg，只有质子质量的1/1836！ 【提问】从这些数据中，你能得出什么结论？ 由于原子核外电子的质量很小，运动速度很大，运动范围又很小所以它和宏观物体的运动规律不

原子结构与元素周期律 习题及全解答

第9章原子结构与元素周期律 1．根据玻尔理论，计算氢原子第五个玻尔轨道半径（nm）及电子在此轨道上的能量。 解：(1)根据rn=a0n2 r5=53pm×25= 53×10-3nm×25= nm (2) 根据En=－Ｂ/2n E5= －52=－25=－ 答: 第五个玻尔轨道半径为nm，此轨道上的能量为－。 2．计算氢原子电子由n=4能级跃迁到n=3能级时发射光的频率和波长。 解：（1）根据E（辐射）=ΔE＝E4－E3 ＝×１０-18 J（（1/3）2－（1/4）2） = ×１０-18 J（1/9-1/16）=×１０-18 J×= 根据E（辐射）＝hν ν= E（辐射）/h= ×10-19J /6．626X10–34= s-1 （2）法1：根据E（辐射）＝hν= hC/λ λ= hC/ E（辐射）= 6．626X10 –34×3×１０8×10-19J=×10-6m。 法2：根据ν= C/λ，λ= C/ν=3×１０8 s-1=×10-6m。 答：频率为s-1，波长为×10-6m。 3．将锂在火焰上燃烧放出红光，波长 =，这是Li原子由电子组态1s22p1→1s22s1 跃迁时产生的。试计算该红光的频率、波数以及以KJ·mol-1为单位符号的能量。 解：（1）频率ν= C/λ=3×１０8×10-9 m/nm=×1014 s-1； （2）波数ν=1/λ=1/×10-9 m/nm=×106 m-1 (3) 能量E（辐射）＝hν=6．626X10 –34××1014 s-1=×10-19 J ×10-19 J××1023mol-1×10-3KJ/J= KJ mol-1 答: 频率为×1014 s-1,波数为×106 m-1，能量为KJ mol-1。 4．计算下列粒子的德布罗意波的波长：（已知电子的速度为v=×106m.s－1）（1）质量为10－10kg，运动速度为·s－1的尘埃; （2）动能为的自由电子； （3）动能为300eV的自由电子。 解：λ＝h/ m v=6．626X10–3410－10kg×·s－1=×10-22 m (单位运算：λ＝h/ m v = =

原子物理第五章习题

第五章习题 1,2 参考答案 5-1 氦原子中电子的结合能为 24.5eV ，试问：欲使这个原子的两个 电子逐一电离，外界必须提供多少能量? 解 : 第一 个 电 子 电 离 是 所 需 的 能 量 为 电 子 的 结 合 能,即: E 1 = 24.5eV 第二个电子电离过程 ,可以认为是类氢离子的电离,需要的能量为 : 1 1 ∞ = Rhcz 2 = 22 ?13.6eV = 54.4eV E 2 = hv = 1 n ∞ 所以 两 个 电 子 逐 一 电 离 时 外 界 提 供 的 能 量 为 : E = E 1 + E 2 = 24.5eV + 54.4eV = 78.9eV 5-2 计算 4 D 3/2 态的 L ·S .(参阅 4.4.205) 分析要点:L 与 S 的点积,是两矢量的点积,可以用矢量三角形的方法,用其他矢量的模来表示;也可以求出两矢量模再乘其夹角的余弦. 解：依题意知，L =2，S =3/2，J =3/2 J =S +L J 2 =S 2 +L 2 +2S ·L = 1 [J (J +1) ? S (S +1) ? L (L +1)]?2 L ? S 2 = 1 [ 3 ( 3 +1) ? 3 ( 3 +1) ? 2(2 +1)]?2 据： 2 2 2 2 2 = ?3? 2 5-3 对于 S =1/2，和 L =2，试计算 L ·S 的可能值。要点分析:矢量点积解法同 5-2. 解：依题意知，L =2，S =1/2 可求出 J =L ±1/2=2±1/2=3/2，5/2 有两个值。因此当 J =3/2 时有：

原子核外电子的排布

【学习目标】 1. 认识原子核外电子排布的轨道能量顺序图； 2. 学会用电子排布式、轨道表示式表示原子结构； 3. 运用能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1~36号元素原子核外电子排布式和轨道表示式。 【学习重、难点】 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 【学习方法】自学讨论法、探究总结法 【课时安排】2课时 【教学过程】 一、鲍林近似能级图 多电子原子中各原子轨道能量的高低顺序如下规律： 1．相同电子层上原子轨道能量的高低：ns

b、角量子数l（角量子数l确定原子轨道的形状，并和主量子数n一起决定电子的能级） 角量子数l 0、 1、 2、 3 、4… 相应原子轨道 s、 p、 d、 f 、g… c、磁量子数（磁量子数m决定原子轨道在空间的取向） 磁量子数m = 0，±1，±2… 我国化学家徐光宪总结归纳出能级的相对高低与主量子数n和角量子数l的关系为： 规律：（n+0.7l）愈大则能级愈高 （n+0.7l）第一位数字相同的，能量相近，合并为同一能级组 能级组的划分是导致周期表中化学元素划分为周期的原因 [过渡]描述原子核外电子运动状态涉及电子层、原子轨道和电子自旋。 二、原子核外电子排布所遵循的原理 1．能量最低原理 _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________（原子轨道能量高低顺序见上） 2．泡利不相容原理 _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________指出：同一原子中，不可能有两个电子处于完全相同的状态。

结构化学练习之原子结构习题附参考解答

原子结构习题 一、填空题（在划线处填上正确答案） 2101、在直角坐标系下，Li 2+ 的Schr ?dinger 方程为________________ 。 2102、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为： ()022-023021e 222241a r a r a ???? ??-???? ??π 则此状态的能量为 )(a ， 此状态的角动量的平方值为 )(b ， 此状态角动量在 z 方向的分量为 )(c ， 此状态的 n ， l ， m 值分别为 )(d ， 此状态角度分布的节面数为 )(e 。 2103、写出 Be 原子的 Schr ?dinger 方程 。 2104、已知类氢离子 He +的某一状态波函数为 ψ= ()022-023021e 222241 a r a r a ???? ? ?-???? ??π 则此状态最大概率密度处的 r 值为 )(a ， 此状态最大概率密度处的径向分布函数值为 )(b ， 此状态径向分布函数最大处的 r 值为 )(c 。 2105、原子轨道是原子中的单电子波函数， 每个原子轨道只能容纳 ______个电子。 2106、H 原子的()φr,θψ,可以写作()()()φθr R ΦΘ,,三个函数的乘积，这三个函数分别由量子数 (a) ， (b)， (c) 来规定。 2107、给出类 H 原子波函数 ()θa r Z a Zr a Z a Zr cos e 68120320220 23021-???? ??-???? ??π=ψ 的量子数 n ，l 和 m 。 2108、H 原子 3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值 。 2109、氢原子的波函数131321122101-++=ψψψψc c c 其中 1 31211210-ψψψψ和，，都是归一化的。那么波函数所描述状态的能量平均值为（a ），角动量出现在 π22h 的概率是（b ），角动量 z 分量的平均值为（c ）。 2110、氢原子中，归一化波函数

教案《原子核外电子的排布》

二、原子核外电子的排布 [教学目标] 1、知识与技能目标 （1）了解元素原子核外电子排布的基本规律，能用原子（离子）结构示意图表示原子(离子)的核外电子排布 （2）了解原子核外电子的排布规律，元素的金属性和非金属性，元素的化合价、原子半径等随元素核电核数呈周期性变化的规律，认识元素周期率。 2、过程与方法目标 培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。3．情感、态度与价值观 (1)初步体会物质构成的奥秘，培养学生的抽象思维能力、想像力和分析推理能力； (2)树立“结构决定性质”、“物质的粒子性”等辩证唯物主义观点。 [教学重、难点] 构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。 [教学过程] [复习提问] 1.构成原子的粒子有哪些,它们之间有何关系? 2.为什么原子不显电性? 3.为什么说原子的质量主要集中原子核上? [引言]我们已经知道，原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢? [板书]原子核外电子的排布 [交流与讨论1]原子在核外是怎样运动的? [打开书P78页，阅读教材,核外电子是怎么排布的？用两个字概括。 【讲解】原子中的核外电子运动虽然没有固定的轨道（太阳系中的地球等有运动轨道），但却有经常出现的区域，这些区域叫做电子层。 【过渡】电子究竟是怎样分层排布的呢？ 【投影】讲解：核外电子最少的有1层，最多的有7层，最靠近原子核的是第一层（K 层）……第一层的能量最低，第七层能量最高。[归纳]按能量高低分层排布。(能量由低到高) K L M N O P Q ……

原子核外电子排布教学设计

一、教学目标 （一）知识与技能目标 引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出1～18号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。 （二）过程与方法目标 通过对原子核外电子的排布规律问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 （三）情感态度与价值观目标 培养他们的科学态度和科学精神，体验科学研究的艰辛与喜悦。 二、教学重点、难点 （一）知识上重点、难点：核外电子排布规律。 （二）方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 三、教学过程 【引言】 首先，请同学们观看一段视频

——这是著名的α粒子散射实验，卢瑟福就是通过这个实验，提出了原子是由原子核和电子构成的核式结构模型的。视频中还介绍了原子核的体积很小，核外有着非常广阔的相对空间，电子就是在这非常“广阔”的空间里作高速的绕核运动。那么电子的绕核运动还有着哪些特征？这些运动的电子在核外又是怎样排布的？这就是本节课我们所要研究的内容。 【板书】二、核外电子排布 【讲述】同学们请看，屏幕上展示的是核外电子的运动特征，我们共同看一下。 （1）质量很小（9.109×10-31kg）。 （2）运动速度快（接近光速）。 （3）运动空间范围小（直径约10-10m）。 【过渡】根据核外电子的运动特征，请同学们充分发挥想象力，电子在核外的运动到底是一个什么样的情形？ 【设想猜测】电子在核外的运动到底是一个什么样的情形？ 【学生活动】略。 【质疑一】电子的绕核运动有没有固定的轨迹？ 【质疑二】电子的绕核运动没有固定的轨迹，是不是说电子绕核运动就没有规律？ 【讲述并投影】电子在原子核外的这个极小的空间内作高速运动，时而出现在离核远处，时而出现在离核近处，我们不能同时测定出电子在某一时刻的位置和速度，但是能从理论上统计出它在原子核外某一范围内出现的机会的多少——这就是我们将要在《物质结构与性质》选修教材中加以学习的电子云。 【过渡】同学们太伟大了！我们研究分析原子结构中电子的运动情况，用了不到10 分钟的时间，而科学家们却用去了一个多世纪！让我们踏着科学的足迹，重温这段曲折、坎坷、震撼世人的科学探索过程！ 【投影】历史回眸 1．最早提出“原子”一词的是古希腊哲学家德谟克利特，他认为万物都是由原子组成的，原子是不可分割的最小微粒。但是很可惜，由于种种原因，这一伟大的学说没有为人们所重视，被忽视了20多个世纪——这是科学界的一大憾事！ 2．直到1803年英国科学家道尔顿通过对当时化学实验的现象分析，创立了近代原子学说，第一次将原子学说从推测转变为科学概念。很长一段时间，人们都认为原子就像道尔顿说得那样，是一个小得不能再小的实心球，里面再也没有什么花样了。

第十章 原子结构与元素周期表习题解析

第十章 原子结构与元素周期表习题解析 1.简述下列科学家对原子结构理论的贡献：（1）玻尔（2）德布罗意（3）海森堡（4）薛定谔（5）洪特（6）泡利（7）徐光宪 答：（1）玻尔将普朗克量子理论应用于原子结构，提出了原子能级不连续的概念，成功地解释了氢原子的不连续光谱； （2）德布罗意提出了电子的波粒二象性； （3）海森堡提出不确定原理：不能同时准确地测定电子的位置和动量； （4）薛定谔提出了电子运动的波动方程，比玻尔模型能更好地阐明电子的行为； （5）洪特指出，电子在简并轨道上排布时，尽可能占据不同的轨道，且自旋方向相同； （6）泡利提出不相容原理，指出一个原子中不可能有4个量子数完全相同2个电子； （7）徐光宪提出在多电子原子中填电子时能级高低可按照n + 0.7 l 来计算。 2.如果电子的速度是7.00×105 m·s -1,那么该电子束de Broglie 波长应该是多少？ 解： 3.设子弹质量为10 g ，速度为1000 m·s -1，试根据de Broglie 式和测不准不确定关系式，用计算说明宏观物质主要表现为粒子性，它们的运动服从经典力学规律（设子弹速度的测量误差为△υx =10-3 m·s -1）。 解： 波长最短的的γ射线的电磁波波长λ为1.0×10-5，说明，作为宏观物体的子弹，其波长很小，无法测准，可忽略，主要表现为粒子性。 这个位置测量误差极小，说明子弹有确定的运动轨道。 4.波函数也称原子轨道，它与玻尔的原子轨道有何区别？ 答：由薛定谔方程解出的描述核外电子运动状态的函数称为波函数ψ，也称pm m s m kg s m kg mv h 104010040.1100.7101.910626.691 5311234=?=???????==-----λnm m s m kg s m kg mv h 26-351 12341063.61063.61000010.010626.6?=?=?????==----λm s m kg s m kg v m h x 30-13-12341028.51001.014.3410626.64?=???????=??= ?---π