3 第一章 第一节 第3课时　电子云与原子轨道　泡利原理（教师用书）-2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2物质结构与性质【金版新学案】同步导学（人教版 双选版）

第3课时　电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 [学习目标]　1.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。　2.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。 一、电子云 1．电子运动的特点 一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。 2．电子云 (1)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。 (2)含义：小点越密，表示概率密度越大。 (3)电子云轮廓图的形状 二、原子轨道 1．概念：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。 2．形状 (1)s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 (2)p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 3．各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 三、核外电子排布规则与轨道表示式 1．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋相反。 2．洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 3．能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 4.电子排布的轨道表示式(电子排布图) (1)简并轨道：能量相同的原子轨道。 (2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子。 (3)单电子：一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。 (4)自旋平行：箭头同向的单电子称为自旋平行。 (5)在氧原子中，有3对电子对，有2个单电子。 (6)在氧原子中，有5种空间运动状态，有8种运动状态不同的电子。 1．(双选)图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是(　　) A．图①中的每个小黑点表示1个电子 B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴 C．图②表示1s电子只能在球体内出现 D．不同能层的s电子云的半径不同 答案：　BD 2．若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了(　　) A．能量守恒原理　　　　　 B．泡利原理 C．能量最低原理 D．洪特规则 答案：　D 3．下列原子的轨道表示式正确的是(　　) 答案：　C 4．下列原子中未成对电子数最多的是(　　) A．C B．N C．O D．Cl 答案：　B 5．回答下列问题。 (1)基态硼原子的核外电子排布图为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)基态氟原子核外有9个电子，这些电子的电子云形状有________种；氟原子有________种不同能量的电子，价电子排布图为________________________________________________________________________。 答案：　 一、电子云与原子轨道 1．理解电子云 下面是电子在1s轨道、2py轨道的电子云图，思考并回答下列问题： (1)电子云图中的小点的含义是什么？小点的密度表示什么？ 提示：小点是电子在原子核外出现的概率密度的形象表述。小点密度越大，表明概率密度越大。 (2)电子在原子核外出现的概率有什么规律？ 提示：离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。如2s电子云比1s电子云疏散。 2.多角度理解原子轨道 (1)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。 A．2s　　　 B．2d　　　 C．3px　　　 D．3fx 提示：AC (2)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题： ①s能级的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；每个p能级有________个原子轨道，p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴________。 ②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与________有关，________越大，原子轨道半径越大。 提示：①球　1　3　对称　②能层序数　能层序数 (3)在进行原子光谱实验时，钠原子中处于N能层的电子跃迁到M能层时，会产生多条谱线。钠原子的部分光谱如图所示： 利用原子轨道的相关知识解释钠原子中处于N能层的电子跃迁到M能层时，为什么会产生多条谱线？ 提示：M能层中含有s、p、d能级，三个能级分别含有1、3、5个原子轨道；N能层中含有s