原子中電子是怎樣繞著原子核運動的

時間 2022-08-21 03:11:59

1樓:張嘉年

原子中電子繞著原子核運動是以概率波電子雲的方式出現在殼層軌域的某處,電子雲濃密的地方出現電子概率最大。

原子核外電子運動及位置的狄拉克方程:

一,iħə/ətψ=(cα.p+βmc2)ψ二,iħə/ətψ(r,t)

=(-iħcα.▽+βmc2)ψ(r,t)(α.β為四維自旋矩陣含e-e+)

三iħə/ətψa=mc2ψa=找到e-機率ψaψaiħə/ətψb=mc2ψb=找到e+機率ψbψb圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源圖於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)注:位元即位元

2樓:陽光語言矯正學校

原子中電子是以接近光速的速度繞著原子核運動。

電子具有波粒二象性,不能像描述普通物體運動那樣,肯定他在某一瞬間處於空間的某一點,而只能指出它在原子核外某處出現的可能性(即機率)的大小。電子在原子核各處出現的機率是不同的,有些地方出現的機率大,有些地方出現的機率很小,如果將電子在核外各處出現的機率用小黑點描繪出來(出現的機率越大,小黑點越密),那麼便得到一種略具直觀性的影象。這些影象中,原子核彷彿被帶負電荷的電子雲物所籠罩,故稱電子雲。

在乙個原子中,電子和質子因為電磁力而相互吸引,也正是這個力將電子束縛在乙個環繞著原子核的靜電位勢阱中,要從這個勢阱中逃逸則需要外部的能量。電子離原子核越近,吸引力則越大。因此,與外層電子相比,離核近的電子需要更多能量才能夠逃逸。

原子軌道則是乙個描述了電子在核內的概率分布的數學方程。在實際中,只有一組離散的(或量子化的)軌道存在,其他可能的形式會很快的坍塌成乙個更穩定的形式。這些軌道可以有乙個或多個的環或節點,並且它們的大小,形狀和空間方向都有不同。

3樓:平凡人生底蘊

在原子核外圍繞原子核高速運轉(因電子質量太小)

原子核外電子到底是怎樣運動的

4樓:**雞取

電子在原子內做繞核運動,能量越大距核運動的軌跡越遠。

有電子運動的空間叫電子層,第一層最多可有2個電子。第二層最多可以有8個,第n層最多可容納2n²個電子,最外層最多容納8個電子。最後一層的電子數量決定物質的化學性質是否活潑,1、2、3電子為金屬元素,4、5、6、7為非金屬元素,8為稀有氣體元素。

一切原子都由乙個帶正電的原子核和圍繞它運動的若干電子組成。電子的定向運動形成電流,如金屬導線中的電流。利用電場和磁場,能按照需要控制電子的運動(在固體、真空中),從而製造出各種電子儀器和元件,如各種電子管、電子顯微鏡等。

電子的波動性於1927年由晶體衍射實驗得到證實。

5樓:

核外電子的運動狀態有什麼特點?如何幫助去學生認識?

在過去教材中對這一問題有下面的教學處理,展示出來和老師們商榷。當時教材及其教學中呈現和學習的多是結論性的東西,而認知過程並不完善,當然不排除與這部分知識抽象、難度大有關。而且當時學習關於描述核外電子運動狀態的四個方面分別指的是:

(1)電子層 (2)電子亞層和電子雲的形狀 (3)電子雲的伸展方向 (4)電子的自旋,現在看來應與量子力學四個量子數相對應。

一、原子核外電子運動的特點

1、核外電子質量小,運動空間小,運動速率大。2、無確定的軌道,無法描述其運動軌跡,但可以描述其運動狀態。3、無法計算電子在某一刻的位置,只能指出其在核外空間某處出現的機會的多少。

二、核外電子運動狀態

1、基本概念及規律:(1)、電子雲:描述核外電子運動特徵的圖象。

(2)、電子雲中的小黑點:並不是表示原子核外的乙個電子,而是表示電子在此空間出現的機率。(3)、電子雲密度大的地方說明電子出現的機會多,而電子雲密度小的地方說明電子出現的機會少

2 、描述核外電子運動狀態的四個方面

(1)電子層 原子核外的電子可以看作是分層排布的。處於不同層次中的電子,離核的遠近也不同。離核愈近的電子層能級愈低,離核愈遠的電子層能級愈高。

通常用n=1、2、3…等數值來表示電子層離核的遠近。n=1,即表示離核最近的電子層,其中的電子能量最小。n=2,即表示為第二電子層。

有時也用k、l、m、n、o等分別表示1、2、3、4、5等電子層。我們描述核外電子運動狀態時,首先就應描述它處於哪乙個電子層。

(2)電子亞層和電子雲的形狀 即使在同一電子層中的電子,能量也常有差別,它們電子雲的形狀也不相同。所以每乙個電子層,又可以分作幾個電子亞層,分別用s、p、d、f等符號來表示。第 1電子層或k層中只包含乙個亞層,即s亞層;第2電子層或l層中包含兩個亞層,即s和p亞層;在m電子層中包含有三個電子亞層,即s、p、d亞層;在n電子層中,包含著四個電子亞層,即s、p、d、f亞層。

不同亞層的電子雲形狀也不相同

(3)電子雲的伸展方向 電子雲不僅有確定的形狀,而且有一定的伸展方向。s電子雲是球形對稱的,在空間各個方向上伸展的程度相同。p電子雲,在空間可以有三種互相垂直的伸展方向。

d電子雲可以有五種伸展方向,f電子雲可以有七種伸展方向。如果把在一定電子層上,具有一定形狀和伸展方向的電子雲所佔據的空間稱為乙個軌道,那麼s、p、d、f四個亞層就分別有1、3、5、7個軌道

(4)電子的自旋 電子不僅在核外空間不停地運動,而且還作自旋運動。電子自旋有兩種狀態,相當於順時針和逆時針兩種方向。常用向上箭頭「↑」和向下箭頭「↓」來表示不同的自旋狀態。

綜上所述,可見電子在原子核外的運動狀態是相當複雜的,必須通過它所處的電子層、電子亞層、電子雲的空間伸展方向和自旋狀態四個方面來描述。前三個方面跟電子在核外空間的位置有關,體現了電子在核外空間的運動狀態,確定了電子的軌道。因此,當我們要說明乙個電子的運動狀態時,必須同時指明它處於什麼軌道和哪一種自旋狀態。

通過**專家的錄影,對一些疑難問題有了一定認識,這對自己今後的教學有很大裨益,在這裡一併列出與大家共同**。(多數為摘抄)

20世紀初,玻爾認為核外電子在核外以一定半徑繞核做圓周運動,當它從乙個軌道進入另乙個軌道的時候,就會吸收或者釋放特定能量的光,這就是著名的玻爾模型。玻爾模型的電子層是用能級來劃分的,所以稱這些電子層為能層。玻爾模型仍有侷限性,它解釋的光譜是有限的,它只能解釋單電子原子。

後來科學家又提出量子力學的理論,成為我們認識原子模型的工具。它認為電子的運動是不確定的,沒有確定的軌跡,只能用電子雲來表示。電子雲小點密集的地方,電子出現的概率大,小點稀疏的地方,電子出現的概率小。

根據量子力學,我們可以解釋很多很多的實驗現象。但是直到2009年烏克蘭科學家才幫助人類檢測到單電子原子運動的圖象。如果說電子雲代表了電子運動的無序性,那麼光譜告訴我們電子能量的有序性。

光譜是我們做的實驗事實,而電子雲模型呢,也已經通過實驗驗證了。那二者之間的矛盾應該如何調和呢?我們模擬一下,通過能量量子化,把電子雲也拆分成能量不同的能層。

通過量子力學的計算,比如通過這個電子雲可以拆分成這兩個能量不同的電子雲,這兩個能量不同的能層形成的電子雲疊加起來就是我們剛才看到的電子雲。

核外電子運動的特點是原子結構教學最核心的部分。而這個最核心的部分是由兩部分構成的,乙個方面是構建學生的能量觀,另乙個方面就是學生要用一種微觀的、統計的思想、概率的思想來認識核外電子的運動特點。因為是從巨集觀到微觀,所以涉及到了人的認識方式的轉變,我們實際上因為微觀粒子的運動特點,微觀粒子運動特別快,遠遠又看不見,所以我們通常看到的是巨集觀物體的運動特點。

那我們自然而然的,在學習微觀粒子的特點的時候,就用認識巨集觀物體的方式來認識微觀粒子的運動特點。那麼這樣的話就在軌道、連續等等認識觀上存在誤差。多達百分之七十的學生認為對電子的運動狀態有強烈的軌道觀念,認為電子總是沿著某種固定軌跡週期性運動的,那麼日常生活中,物質的運動總是會形成軌道的經驗被廣泛運用到微觀世界當中。

從科學的發展來看,從盧瑟福模型到玻爾模型,到量子力學模型,這樣的發展是個革命性的變化。特別是量子化思想的提出,這在當年對許多科學家來說都是難以理解的,因此這樣的教學在學生的心目中產生這樣或那樣的問題,這是正常的。

量子力學中涉及到的軌道跟玻爾模型中的軌道容易混淆,認為是一回事,這些在老師教學活動中可能存在,在學生中可能存在。因為它是乙個詞表示出來的,可代表的含義是不一樣的。

在原子當中、分子當中,電子的波動性顯得突出,因此我們不能用準確的位置跟動量來描述,我們就用乙個函式來表示,這個函式就是波函式,來表達它自己的運動方式。對於任何乙個單個粒子的用波函式來表示的就叫軌道。所以說在那麼小的範圍內,速度又快,又具有波動性,干涉和衍射現象非常強,它不可能在乙個小的軌跡上做運動。

這種運動情況下,我們用軌道來描述,而不是軌跡。軌跡是指某乙個時間就對應乙個位置,而軌道呢,是指運動狀態是怎樣的。

6樓:陽光語言矯正學校

從微觀角度來說。

原子核外電子可以同時出現在某些位置。

這是巨集觀規律無法解釋的。

所以才有了量子力學。

7樓:張嘉年

原子核外電子以概率波-電子雲的方式出現在殼層軌域的某處,電子雲濃密的地方出現電子概率最大。

原子核外電子運動的狄拉克方程:

一,iħə/ətψ=(cα.p+βmc2)ψ二,iħə/ətψ(r,t)

=(-iħcα.▽+βmc2)ψ(r,t)(α.β為四維自旋矩陣含e-e+)

三iħə/ətψa=mc2ψa=找到e-機率ψaψaiħə/ətψb=mc2ψb=找到e+機率ψbψb圖中+-號代表不可分割的最小正負電磁資訊單位-量子位元(qubit)(名物理學家約翰.惠勒john wheeler曾有句名言:萬物源圖於位元 it from bit

量子資訊研究興盛後,此概念昇華為,萬物源於量子位元)注:位元即位元

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