第一章 第一节 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（教参Word）-2022-2023学年高二新教材化学选择性必修2【勤径学升·同步练测】（人教版）

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 学习目标 核心素养 1.了解原子的运动状态特点。 2.了解原子轨道以及电子云模型。 3.了解泡利原理、洪特规则、能量最低原理,并能据此确定基态原子的电子排布。 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,辨识微观粒子运动状态不同于宏观物体运动状态。 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、证据和结论之间的逻辑关系。 [对应学生用书第6页] 一、电子云与原子轨道 1.电子云 （1）电子运动的特点 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。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。 （2）电子云的定义及轮廓图 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 轮 廓 图 s 呈球形,只有一种空间伸展方向 p 呈哑铃形,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 2.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 ①s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。 ②p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 1.（2022·邯郸高二检测）符号3px所代表的含义是 （　　） A.px轨道上有3个电子 B.第三电子层px轨道有3个伸展方向 C.px电子云有3个伸展方向 D.第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道 答案　D 二、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,它们的自旋相反,这个原理称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。 2.轨道表示式（又称电子排布图）：在轨道表示式中,用方框（也可用圆圈）表示原子轨道,能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连,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）。 H：1s；O：1s 2s 2p 。 3.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,称为洪特规则。 4.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。 2.某原子核外电子排布为ns2np7,它违背了（　　） A.泡利原理 B.能量最低原理 C.洪特规则 D.洪特规则特例 解析　p能级有三个原子轨道,据泡利不相容原理,每个原子轨道最多排2个电子,故p能级最多排6个电子,不可能排7个,故违背泡利原理。 答案　A [对应学生用书第7页] 要点一　电子云与原子轨道 1.电子云中每个小黑点表示电子吗？ 提示　电子云中孤立的小黑点没有意义,小黑点的密度不同,代表电子出现的概率不同。 2.（1）s能级和p能级的原子轨道存在哪些方面的差异？ （2）不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓图分别相同吗？分别呈什么形状？ 提示　（1）轨道图形、形状、数目、最多容纳电子数等不同。 （2）相同。s轨道均为球形,p轨道均为哑铃形。 3.4f能级有7个轨道,则其电子云在空间中有几种伸展方向？ 提示　7种。 1.对电子云的说明 （1）电子云表示电子在核外空间某处出现的概率,不代表电子的运动轨迹。 （2）电子云中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,小黑点越密,表明概率密度越大。 （3）常把电子在原子核外空间出现的概率P＝90%的空间圈起来,即为电子云轮廓图。 2.s能级和p能级原子轨道的对比 能级 s p 轨道图形 轨道形状 球形 哑铃形 轨道数目 1 3（空间相互垂直） 最多容纳 电子数 2 6 续表 相同点 ①均以原子核为对称中心 ②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而增大,且形状相似 3.不同能层中的原子轨道 能层 能级 原子 轨道数 原子轨 道名称 原子轨道的形状和取向 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 …… …… …… N …… …… ……