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4 第四课 揭开原子核外电子运动的面纱①

免费读1269字2024-07-22

  未知

  同学们,大家好,通过前面的学习,我们已经知道原子是由带正电荷的原子荷以及带负电荷的电子构成。原子核通常都是由带正裂痕的质子和不显电性的中子构成,而且与质子或中子相比,电子的质量很小,整个原子的质量几乎都集中在原子核上。那么,质量很小的核外电子如何运动?它的运动又有哪些特点?首先,原子的体积恒小,直径约为10的-10次方米,所以原子内部电子运动的空间极小,但与原子核所占的体积相比,空间却很大,即电子运动的绝对空间极小,相对空间很大。另外,根据卢瑟夫提出的原子结构的行星模型理论,认为核外电子是绕着原子核运动的,就像行星绕太阳运转一样,科学家已经发现原子内部的电子绕河做高速运动,速度约为10的6次方米每秒。同时由于电子的质量和体积均极小,速度却很大,所以电子运动没有确定的运动轨迹。

  未知

  那么对河外电子分布有没有办法进行描述?我们知道氢原子核外只有一个电子,电子在核外一定的区域内运动。请大家想一想,在含有多个电子的原子中,所有电子的运动区域相同吗?还是会像太阳系中的行星一样,每颗行星在不同的轨道上运动吗?现代原子结构理论认为原子中有不同的电子层,电子层是电子运动的区域。如图所示,是原子结构模型的剖面图,其中原子核外颜色不同的区域即为电子层。

  未知

  电子层的结构十分类似于洋葱的结构。在含有多个电子的原子中,通常能量低的电子处于离合较近的电子层,能量高的电子处于离合较远的电子层。电子处于离合最远的那一层称为最外层,离最外层最近的电子层称为次外层。电子是按照能量由低到高,从内层到外层依次排布的。为了便于研究,我们有必要对电子层进行划分。目前人类已发现或人工合成的元素共118种,其中核外电子最多的原子占据7个电子层。电子灯符号用n来表示,电子层的叙述用英文字母来表示。其中第一电子层称为k层,第二层称为l层,第三层称为m层,由近及远的第四层到第七层,依次称为N,o,pq层。

  未知

  为什么要从k开始命名,而不是从字母a开始?主要是当时的科学家为了给可能发现更内层的电子预留命名的空间,留出a到j。随着科学技术的发展,证实了k层就是最内层,而这个时候命名基本也约定俗成了,就没有再改从a开头命名的方法了。

  未知

  从k层到q层,离合越来越远,能量也越来越高,即电子层叙述越大,电子层能量越高。我们可以把电子层想象成楼梯的台阶,台阶的局数越大,能量就越高。很显然,处于不同电子层的电子,其能量也不同,那么核外电子在不同的电子层具体是如何排布的?请同学们仔细阅读课本第19页表1.3和表1.4两张表格,请同学们想一想并回答下面的问题。一、从第一到第四电子层最多可容纳的电子数分别为多少?二、第一到第四层最多容纳的电子数与电子乘数n有什么数学关系?三、周外层次外层和倒数第三层最多可容纳的电子数分别为多少?四、稀有气体元素原子的最外层电子数有什么特点?

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