第一章 第一节 第2课时 原子轨道 电子排布原理-【高考领航】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第2课时　原子轨道　电子排布原理 学业要求解读 活动探究建议 1.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。 2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 3.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 4.知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。 1.讨论交流电子运动的特殊性，辨识微观粒子运动状态不同于宏观物体。 2.思考交流原子核外电子排布规律及核外电子排布原则，建立观点、证据，结论之间的逻辑关系。 学习任务一　电子云与原子轨道 一、电子云 定义 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述 意义 用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在核外出现概率的大小 形状 s 呈球形，只有一种空间伸展方向 p 呈哑铃状，有三种空间伸展方向，它们相互分别垂直，分别相对于x、y、z轴对称 　①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对大小。电子云图中小黑点越密，表示电子出现的概率越大。 ②电子云图中的小黑点并不代表电子，小黑点的数目也不代表电子真实出现的次数。 ③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 ④同一原子的能层越高，s电子云半径越大，如2s电子云比1s电子云更弥散。 二、原子轨道 1．定义 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 　这里所说的原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同，它是量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。 2．不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 － L 2s 1 2s 球形 － 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 － 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 － 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… [注]　①d轨道和f轨道各有名称、形状和取向，此处不作讲解。 [思考1]　(1)电子云中的每一个小黑点都表示一个电子吗？ (2)原子轨道是原子核外的具有确定半径的圆吗？ (3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多吗？ 提示：(1)不是。电子云中的每个小黑点疏密代表电子在此空间出现的概率。 (2)不是。原子轨道是电子在原子核外的空间运动状态。 (3)不是。2p、3p、4p的轨道数一样多，均为三个。 原子轨道 概念 量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道 特点 (1)原子轨道的形状：s电子的原子轨道是球形的，p电子的原子轨道是哑铃形的，如下图所示： (2)原子轨道数与能层序数n的关系是：原子轨道数为n2。ns能级只有1个原子轨道；np能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别用px、py、pz表示，在同一能层中px、py、pz的能量相同；nd能级有5个原子轨道；nf能级有7个原子轨道。 (3)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如： [典例剖析] 　如图是s能级和p能级的原子轨道图。 试回答下列问题： (1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。 (2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有3个相互________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________，它的最低价氢化物的电子式是________。 (3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，Y的元素符号为________，原子的核外电子排布式为________。 [思路点拨]　(1)由nsnnpn＋1⇒推出n＝2 (2)由nsn－1npn＋1⇒推出n＝3⇒3s23p4 [解析]　(1)s电子的原子轨道是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃(纺锤)形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排有电子，说明