内容正文:
第3课时 电子云与原子轨道
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
学习目标
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。
核心素养
1、宏观辨识与微观探析:通过认识原子结构及核外电子排布,辨识微观粒子的运动状态不同于宏观物体的运动状态。
2、证据推理与模型认知:结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。
1913年,波尔提出氢原子模型,电子在线性轨道上绕核运行
量子力学指出,一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行,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。
思考2:原子核外电子的运动状态是怎么样的呢?
思考1: 宏观物体的运动特征是什么?
宏观物体的运动可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度;可以描画它们的运动轨迹。
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用P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则 称为概率密度,用ρ表示
1、概率密度
一、电子云
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
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述。
2、电子云
(1)小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度。
(2)小点越密,表明概率密度越大。
(3)电子云图很难绘制,使用不方便,故常使用电子云轮廓图。
注意
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3、电子云轮廓图
将电子在原子核外空间出现的概率P=90% 的空间圈出来,绘制电子云的轮廓图,便可描绘电子云的形状。
氢原子的1s电子云轮廓绘制过程
x
y
z
相同原子的s电子的电子云轮廓图
规律:①不同能级s电子的电子云形状一致,均为球形。
②能层越高,s电子的电子云半径越大。
原因:由于电子能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的概率增大,电子云越来越向更大的空间扩展
(1)s电子云轮廓形状
①p能级的原子轨道是纺锤形的,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在同一能层中px、py、pz的能量相同。
③ p电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。
(2)p电子云轮廓形状
px、py、pz的电子云轮廓图
1、定义:
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。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。
二、原子轨道
s能级