第1章第1节 原子结构（第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修2）

原创精品 版权归畅享化学 plus+公众号所有，授权学科网独家发布 侵权必究！ 1 《2021-2022 学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修 2）》 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第 2 课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 四．电子云与原子轨道 概念 含义 备注 概率 密度 量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在线性 轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现 的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。 用 P 表示电子在某处出现的概率，V 表 示该处的体积，则 P V 称为概率密度，用 ρ 表 示。 电子云 用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核 外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。 电子云是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。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一 片云雾，因而被形象地称为电子云。 电子云 轮廓图 为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动 状态有一个形象化的简便描述。把电子在原子核外空 间出现概率P＝90%的空间圈出来，即电子云轮廓图。 原子 轨道 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。s 电子的电子云轮廓图都是球 形；p 电子云轮廓图是哑铃形的。每个 p 能级都有 3 个相互垂直的电子云，分别称为 px、py,和 pz，右下 标 x、y、z 分别是 p 电子云在直角坐标系里的取向。 注：(1)同一能层中，p 能级的原子轨道空间伸展方向不同但原子轨道的能量相同； (2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 【思考讨论】分析同一原子的 s 电子的电子云轮廓图，请解释为什么同一原子的能层越高，s 电子云半径越大？ 同一原子的 s 电子的电子云轮廓图 原创精品 版权归畅享化学 plus+公众号所有，授权学科网独家发布 侵权必究！ 2 〔提示〕由于电子的能量依次增高，电子克服原子核的引力在离核更远的区域出现的概率逐渐增大， 电子云越来越 向更大的空间扩展，因而能层越高，电子云越弥散。 【回顾与展望】各能级所含有原子轨道数目 单个电子在原子核外的空间运动状态 能级符号 ns np nd nf 最多电子数 2 6 10 14 能级轨道数目 1 3 5 7 能层轨道数目 电子层为 n 的状态含有 n2个原子轨道。 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理：基态电子排布遵循的三个原理 1、电子的运动状态    空间运动状态：一个空间运动状态即一个原子轨道 自旋状态：一个原子轨道内的两个电子有顺时针和逆时针两种取向 【深刻理解】电子自旋 （1）内在属性：自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性； （2）两种取向：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反； （3）表示方法：常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。 2、轨道表示式（电子排布图） （1）用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连； （2）箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称电子对，“↑”或“↓”称单电子(或称未成对电子)； （3）能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态。 【资料卡片】常见原子的电子排布图 原子类别 电子排布式 电子排布图 氢原子 1s1 1s ↑ 氦原子 1s2 1s ↑↓ 氮原子 1s22s22p3 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 氧原子 1s22s22p4 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑ ↑ 钠原子 1s22s22p63s1 1s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑ 〔思考讨论〕 原创精品 版权归畅享化学 plus+公众号所有，授权学科网独家发布 侵权必究！ 3 （1）在钠原子中，有 6 种空间运动状态，有 11 种运动状态不同的电子。 （2）认真分析上述原子的电子排布图，你有哪些思考或困惑？带着问题继续往下预习。 3、基态原子的核外电子排