一、人类对原子结构的认识
1.原子是由原子核和核外电子构成的,其中原子核带正电,它又是由带正电的质子和不带电的中子构成的,核外电子带负电。整个原子是电中性。
2.原子中:质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数;
质量数=质子数+中子数。
3.1911年,英国物理学家卢瑟福根据α粒子的散射实验,提出了原子结构的有核模型。卢瑟福认为原子的质量主要集中在原子核上,电子在原子核外空间做高速运动。
4.1913年,丹麦物理学家玻尔提出新的原子结构模型:
(1)原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动,这些轨道称为原子轨道;核外电子在原子轨道上运动时,没有能量变化。
(2)不同的原子轨道具有不同的能量,原子轨道的能量变化是不连续的。
(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。
5.原子核外电子运动不遵循宏观物体所具有的运动规律,科学家用统计方法来描述核外电子的运动状态。用小黑点的疏密代表电子在核外空间区域出现的机会大小,所得图形称为电子云图。离核近的区域电子出现的机会大,离核远的区域电子出现的机会少。
6.原子处于能量最低状态时,称为基态。
二、原子核外电子的运动特征
1.原子轨道的类型有s、p、d、f等。
s轨道呈球形,有1个轨道,可容纳2个电子。p轨道呈纺锤形,在空间有3个伸展方向,包括px、py、pz轨道,它们之间是互相垂直的,可容纳6个电子。d轨道有5个轨道,可容纳10个电子。f轨道有7个轨道,可容纳14个电子。
2.原子轨道用表示电子层的n和表示原子轨道形状的s、p、d、f结合起来共同表示,如1s、2s、2p、3d等。
3.第n电子层中含有的原子轨道类型有n种,原子轨道数目为n2个,可容纳的电子数为2n2。例如:第3层中,含有3s、3p、3d三种类型的轨道,原子轨道数目为9个,一共可容纳的电子数为18个。
4.原子轨道能量高低
(1)相同电子层的原子轨道中:ns<np<nd<nf。
(2)形状相同的原子轨道:2p<3p<4p。
(3)电子层数和原子轨道形状均相同:2px=2py=2pz。
5.原子核外电子还存在一种称为“自旋”的运动。自旋可以有两种不同的状态,分别用“↑”和“↓”表示。
1.玻尔理论不能解释( )
A.H原子光谱为线状光谱
B.在一给定的稳定轨道上,运动的核外电子不发射能量——电磁波
C.H原子的可见光区谱线
D.H原子光谱的精细结构
解析:选D。玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的,而对H原子光谱的精细结构无法解释。
2.图a和b分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是( )
A.a中的每个小黑点表示1个电子
B.b表示1s电子只能在球体内出现
C.b表明1s轨道呈圆形,有无数对称轴
D.a中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
解析:选D