1.1 第2课时 原子轨道 核外电子排布（Word教参）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学选择性必修2（人教版2019 河北山东湖南海南专用）

第2课时　原子轨道　核外电子排布 (一)电子云与原子轨道 概念 含义 说明 [微点拨] 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；如p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz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。 [微思考] 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？ 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。 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，则称为概率密度，用ρ表示 电 子 云 用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小，小点越密，表明概率密度越大。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，因而被形象地称作电子云，如氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图 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 电子云轮廓图的绘制过程 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 (二)泡利原理、洪特规则、能量最低原理 项目 内容 [微点拨] 核外电子排布规律应用的理解 (1)核外电子在原子轨道上排布要同时遵循这三个原则。 (2)这三个原则并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的。 (3)能量最低原理可叙述为在不违背泡利原理的前提下，核外电子在各个原子轨道上的排布方式应使整个原子体系的能量最低。 [微提醒] 能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。 电子 自旋 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。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(↑和↓)表示自旋相反的电子 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) 电子排布 的轨道表 示式 轨道表示式(又称电子排布图)，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) 洪特 规则 概念：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 适用范围：不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道 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，这就是能量最低原理 [新知探究(一)] 电子云与原子轨道 [理解与辨析能力] [发展认知] 宏观物体的运动与微观电子的运动对比 1．宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及运行的速度，描绘出其运动轨迹。 2．由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率密度。 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小点密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 (2)电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子真实出现的次数。 (3)由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知，在离原子核越近的空间电子出现的概 率越大；电子云的外围形状具有不规则性。 (4)电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。 萤石常常用于制作毛玻璃或者玻璃刻花。其过程是将熔化的石蜡覆盖在玻璃表面，凝固后将欲腐蚀部分的石蜡抠掉，涂抹氟化钙与硫酸的混合物。欲刻蚀的深度不同，所需要的时间也有所不同，短则几分钟，长则几小时。然后用水冲掉氟化氢并将玻璃表面的石蜡抠掉，相应的图案就显现出来了。萤石的主要成分是氟化钙。其中钙元素的s轨道为球形，因此有若干条对称轴，每个p轨道都只有一个对称轴。 [跟踪训练]