原子核外电子的运动

《原子核外电子的运动》导学案一、学习目标1、了解原子核外电子的运动状态。

2、理解原子轨道和电子云的概念。

3、掌握原子核外电子排布的规律。

二、知识回顾1、原子的构成原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子构成。

质子带正电荷，中子不带电，电子带负电荷。

2、核外电子的分层排布核外电子按照能量的高低，分层排布在不同的电子层上。

离原子核越近的电子层，能量越低；离原子核越远的电子层，能量越高。

三、新课导入在我们的日常生活中，物体的运动遵循着一定的规律。

比如，汽车在公路上行驶，篮球在球场上跳跃。

那么，原子核外的电子是如何运动的呢？它们的运动又有哪些特点呢？四、知识讲解1、电子运动的特点（1）高速性电子在原子核外以极高的速度运动，接近光速。

（2）无规则性电子的运动不像行星绕太阳那样有固定的轨道，而是呈现出无规则的运动状态。

2、原子轨道（1）定义原子轨道是用来描述原子中单个电子的空间运动状态。

（2）类型包括 s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。

s 轨道呈球形，p 轨道呈哑铃形，d 轨道和 f 轨道形状较为复杂。

3、电子云（1）概念电子云是电子在原子核外空间出现概率的形象化描述。

（2）意义电子云密度大的地方，表示电子在该处出现的概率大；电子云密度小的地方，表示电子在该处出现的概率小。

4、原子核外电子排布的规律（1）能量最低原理电子在原子核外排布时，总是先占据能量最低的电子层，然后依次进入能量较高的电子层。

（2）泡利不相容原理一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子的自旋方向相反。

（3）洪特规则电子在等价轨道上排布时，总是优先单独占据不同的轨道，且自旋方向相同。

五、例题讲解例 1：写出氮原子的核外电子排布式。

解：氮原子的核电荷数为 7，其核外电子排布式为 1s²2s²2p³。

例 2：画出氧原子的电子云示意图。

解：氧原子的核外电子排布式为 1s²2s²2p⁴，电子云示意图如下（此处可手绘或简单描述）。

《原子核外电子的运动》单元教学设计一、教材分析《原子核外电子的运动》是苏教版选择性必修二专题二第一单元内容，是整个物质结构的基础，也是历年高考命题的必考点，在教材中占有重要地位。

本单元内容比较抽象，教材从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学生兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。

教学分为三学时完成，第一学时为人类对原子结构的认识，第二学时为原子核外电子的运动特征，第三学时原子核外电子的排布。

二、学情分析本单元是在必修一《人类对原子结构的认识》的基础上，进一步深入地研究原子结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布及原子光谱，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道。

虽然学生有一定的理论基础，但这部分也比较枯燥，内容很抽象难以理解。

比如核外电子的运动状态；主族与副族原子结构示意图的书写区别，外围电子排布式的区别，价电子的区别、化合价的区别，能级交错现象，轨道全空半满全满的理解等等。

三、设计思路第一课时：本节课的认知内容几乎全部是“不可视”的，对学生的想象、推理、分析、归纳、批判性思维等能力要求很高，因此，本节课多借助图片、动画、视频等技术手段，变抽象为具象，辅助学生想象、推理，促进学生体验和理解。

本节课以原子结构的发展史为线索创设情境，以“时间”为纵坐标，依次呈现8位科学家，8个化学史资料，让学生体验原子内部结构的曲折发展历程，在猜想、反思、修正、再猜想、再反思、再修正的过程中逐渐揭秘原子的内部结构。

第二课时：在介绍能层与能级时，可以通过思考“电子是怎样在核外空间排布的？”，引发学生对核外电子分层排布的复习。

根据学生已有的核外电子分层排布的知识进一步明确核外电子是按照能量的不同分成不同的能层与能级。

在理解能层与能级之间的关系时，可利用教科书中的形象比喻：“能层是楼层，能级时楼梯的阶梯。

”第三课时：本课时的教学从宏观世界与微观世界共同点：能量越低越稳定这一自然规律入手，以研究氮原子核外电子排布为主线，在思考中遇到认知冲突，借用化学史解决冲突，在巩固概念中又遇认知冲突，再用化学史解决冲突，依次循环促使概念得以深化、内化。

原子核外电子的空间运动状态原子核外电子的空间运动状态：（一）电子轨道1、电子轨道是电子沿着原子核外围运动的一条椭圆形轨迹。

这条椭圆形轨迹完全由电子和核间的电磁场相互作用决定。

2、电子轨道的轨道角动量是指电子在原子核外围空间运动的时候的角动量，它可以通过电磁场的膜位能准确的确定出来。

3、电子轨道的运动状态就是指电子在轨道中的运动状态，包括了单重态的电子轨道运动状态，以及双重态的电子轨道运动状态和三重态的电子轨道运动状态等。

（二）电子自旋1、电子自旋是电子在空间中自身运动的一个特征，通俗来说就是电子在原子核外围空间中以固定的角速度运动。

2、电子自旋具有两个独立的特性，即电子的线性自旋，也就是说电子的运动方向不断变化；另一个就是电子的角速度自旋，也就是说电子的具体自旋方向会一直保持不变。

3、自旋的结构包括两个自旋态，一个是有磁态，即自由自旋，它没有内部能量变化；对应的还有无磁态，即锁定自旋，它有内部能量变化。

（三）电子跃迁1、电子跃迁是指电子在原子核外围空间中运动时从一个轨道状态跃到另一个空间状态的过程，电子跃迁中包括了单重态电子跃迁，双重态电子跃迁和三重态电子跃迁等等。

2、电子跃迁的机理一般是由电磁场的膜位能决定的，这也是电子跃迁过程发生的根本原因。

电子跃迁过程中，电子原先处在的低能量状态会被电磁场膜位能引导，由低能量跃到其他的高能量状态之中。

3、电子跃迁过程还会受到外界的干扰，包括光辐射，热辐射等，外界的干扰可以使原子中电子从一个轨道跃到另一个轨道或空间状态，从而使原子转变为激发态，从而发生一系列使原子性质发生变化的现象。

《原子核外电子的运动》知识清单一、原子核外电子的排布规律在原子中，电子围绕着原子核运动。

原子核带正电荷，电子带负电荷，它们之间的相互吸引使得电子处于特定的轨道上。

1、能量最低原理电子总是先占据能量最低的轨道，然后再依次进入能量较高的轨道。

这就好像爬楼梯一样，要从最低的台阶开始往上走。

2、泡利不相容原理在同一个原子中，不可能有两个电子具有完全相同的四个量子数。

简单来说，每个轨道最多只能容纳两个电子，而且这两个电子的自旋方向必须相反。

3、洪特规则电子在等价轨道（相同能量的轨道）上排布时，总是尽可能分占不同的轨道，并且自旋方向相同。

这样可以使原子的能量处于较低的状态。

例如，对于氮原子（N），其电子排布式为 1s² 2s² 2p³。

其中 1s、2s、2p 是不同的轨道，2p 轨道有三个等价轨道，所以三个电子分别占据不同的 2p 轨道，并且自旋方向相同。

二、原子轨道的类型原子轨道可以分为不同的类型，主要包括 s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。

1、 s 轨道s 轨道是球形对称的，形状像一个球体。

它只有一个轨道，可以容纳 2 个电子。

2、 p 轨道p 轨道呈哑铃形，有三个相互垂直的取向，分别称为 px、py 和 pz 轨道。

每个 p 轨道可以容纳 2 个电子，所以 p 轨道总共可以容纳 6 个电子。

3、 d 轨道d 轨道的形状比较复杂，有五个不同的取向。

d 轨道可以容纳 10 个电子。

4、 f 轨道f 轨道更为复杂，能容纳 14 个电子。

三、电子云电子云是用来描述电子在原子核外空间出现概率的形象化表示。

电子云并不是真正的云，而是通过大量的计算和模拟得出的结果。

电子云的密度表示电子在该区域出现的概率大小。

电子云密度越大，电子在该区域出现的概率就越高；反之，电子云密度越小，电子在该区域出现的概率就越低。

四、原子核外电子运动的特点1、高速运动电子在原子核外以极高的速度运动，接近光速。

原子核外电子运动规律
原子核外电子是构成物质的基本粒子，它们的运动规律已经成为学前教育中不
可或缺的课程内容。

原子核外电子的运动可以用谐振模型来描述，其运动轨迹为圆形椭圆或者柱面角的轨道。

传统的表示方法是用箭头的形式。

比如，在原子中，最外层的电子由n核外椭圆轨道组成，它们之间交错组合，每个椭圆轨道就是一个箭头，表示着电子运动的轨道。

有人也学习新概念，把原子外电子轨道称为电子场和电子云，即一组电子，以
不同的频率运动，构成一个电子球。

这些电子沿着原子外部运动，它们绕着原子核旋转，互相引力和斥力，在这样的活动中，它们以频率和振幅特定的谐振节奏表达出自己的图景。

电子的运动是按照确定的规律进行的，它是定性的，而不是定量的。

在学前教育中，结合实验教学，让学生通过动态实物模型来感受这种运动规律，将有助于提高学生对物质本质的理解。

另外，为了更深入地理解电子外部运动的规律，学前学生可以学习相关的电磁
学和量子力学内容，了解电子的行为与基本力学定律的关系，量子力学解释了电子以不断变化的方式运动的规律，因此，学习量子力学中的知识，能够更好地理解原子核外电子的运动。

综上所述，原子核外电子运动的规律在学前教育中是不可或缺的课程内容，而
实物实验结合理论知识，可以帮助学生更好地理解原子核外电子的运动规律。

希望学前教师在课堂中及时引导学生思考，培养学生深入探究物质世界的热情。

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。

基态原子的核外电子运动状态原子核外电子运动状态是指原子核外电子的能量和动量分布。

它是一个重要的物理概念，广泛应用于化学和物理学中。

在化学反应过程中，原子核外电子的运动状态是决定化学性质的关键因素。

原子核外电子的运动状态可以用量子力学来表示，它可以被划分为基态，也可以被划分为激发态。

基态是由最低能量组成的原子核外电子状态，它是原子核外电子最安静的状态，也是最常见的状态。

激发态是指原子核外电子脱离基态，由更高能量组成的状态，它是原子核外电子最活跃的状态，是化学反应的关键因素。

当原子核外电子的能量高于基态时，它们就处在激发态。

激发态的电子能量一般分布在原子核外部，而基态的电子能量则偏向原子核内部。

此外，激发态的电子动量要大于基态，因此它们拥有更多的运动能量，可以更快地进行化学反应。

原子核外电子的运动状态影响着原子核外电子在化学反应中的能量转移状态。

当原子核外电子以激发态显示时，它们可以与其他原子核外电子靠近，从而改变原子核外电子的能量分布，从而影响化学反应的结果。

原子核外电子的运动状态是化学反应的关键因素，但是，它们的运动状态也受到原子核外电子的粒子属性的影响，如质量、电荷和自旋等。

这些粒子属性决定了原子核外电子的运动状态，从而影响化学反应的特性。

由于原子核外电子的运动状态受到许多因素的影响，因此，在研究化学反应时，必须综合考虑原子核外电子的运动状态。

总之，原子核外电子的运动状态是一个重要的物理概念，它可以用量子力学来表示，并可以被划分为基态和激发态。

原子核外电子的运动状态和粒子属性都决定了其在化学反应中的能量转移状态，因此，在研究化学反应时，必须综合考虑原子核外电子的运动状态。