1.1.3电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最底原理 （好课精讲）-2022-2023学年高二化学课件精讲及好题精练（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 2019人教版选择性必修二 第一节 原子结构 第三课时 电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 核心素养发展目标 1.通过原子核外电子运动的形象化表达,了解电子云和原子轨道的概念,形成宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.通过对核外电子排布规律的探究,了解泡利原理、洪特规则、能量最低原理等,形成证据推理与模型认知的核心素养。 宏观物体的运动特征： 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。 微观物体的运动特征： 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大，无确定的轨道，无法描述其运动轨迹，无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。 核外电子运动的特征 电子云与原子轨道 氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图 小点是1s电子在原子核外出现外出现的概率密度的形象描述 小点越密，表明概率密度越大 概率密度： P表示电子在某处出现的概率； V表示该处的体积； 电子云与原子轨道 Images 변경방법 이미지를 선택(더블클릭)합니다 메뉴 [그림도구] – [서식] 클릭합니다. [그림바꾸기]를 클릭합니다. 원하시는 이미지를 선택 [열기] 클릭합니다. 5 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。 电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 电子云轮廓图的绘制过程 将出现概率90%的空间圈出来 电子云与原子轨道 Images 변경방법 이미지를 선택(더블클릭)합니다 메뉴 [그림도구] – [서식] 클릭합니다. [그림바꾸기]를 클릭합니다. 원하시는 이미지를 선택 [열기] 클릭합니다. 6 你能发现什么规律？ 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 电子云与原子轨道 相同原子的s电子的电子云轮廓图 电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 电子云与原子轨道 p能级的原子轨道是什么形状？ s能级的原子轨道呈球形对称（原子核位于球心），能层序数越大，原子轨道的半径越大。 电子云与原子轨道 p电子的原子轨道呈哑铃状。 p能级有三个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同。 电子云与原子轨道 P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形 d能层原子轨道 Images 변경방법 이미지를 선택(더블클릭)합니다 메뉴 [그림도구] – [서식] 클릭합니다. [그림바꾸기]를 클릭합니다. 원하시는 이미지를 선택 [열기] 클릭합니다. 11 f能层原子轨道 小结 请整理能层、能级和原子轨道之间的关系，并填表。 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 电子云轮廓图 形状 取向 K 1s L 2s 2p M 3s 3p 3d 1 1s 球形 —— 1 2s 球形 —— 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 1 3s 球形 —— 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 5 —— —— —— 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ... 原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 为什么每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么这两个电子的运动状态有什么差异呢？ 电子自旋、泡利原理 14 钠原子光谱实验 电子自旋、泡利原理 只有1个最外层电子的碱金属原子光谱为什么会在光谱里呈现双线？ 为什么只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束？ 斯特恩-盖拉赫实验 1925年，乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设：电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。 电子自旋、泡利原理 后来，人们认识到，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。 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，常用上下箭头（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的电子。 电子自旋、泡利原理 1925年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容内2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。 能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定电子的运动状态，电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关 一个原子中