1.1.3 电子云与原子轨道 课件 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第三课时 第一节 原子结构 第一章 原子结构与性质 请画出1～18号元素的原子结构示意图。结合已有的能级知识，分析核外电子在能级中的排布规律。 任务一 2 新的问题 不同能级中最多可容纳电子数为什么不同？ 能级 s p d f 最多可容纳电子数 2 6 10 14 3 原子结构理论的发展III 核外电子的运动特点 运动特点 宏观物体 核外电子 质量 很大 很小 位置 可测 不可以同时测定 速度 可测 轨迹 可以描述 不能准确描述 4 薛定谔方程 1926年奥地利物理学家薛定谔提出：可以用一个数学方程描述核外电子的运动状态，为近代量子力学奠定了理论基础。 薛定谔 原子结构理论的发展III 量子力学指出：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。 核外电子的运动特点： 5 左图是氢原子1s电子的概率密度分布图。 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。 概率密度 ＝ 电子云图 6 氢原子1s电子的电子云图 电子云图 1s电子的电子云轮廓图绘制过程 将出现概率90%的空间圈出来 7 相同原子的s电子的电子云轮廓图 你能发现什么规律？ 电子云图 不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。 能层越高，s电子的电子云半径越大。 8 2py电子云 电子云图 px、py、pz的电子云轮廓图 9 不同能级中的原子轨道数量 请填写下表，并预测d、f能级中的原子轨道数量。 能级 s p d f 最多可容纳电子数 2 6 10 14 原子轨道数 1 3 5 7 单轨道容纳电子数 2 2 2 2 10 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 —— —— —— 11 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 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 —— —— —— 小结 12 原子结构理论的发展IV 氢原子光谱实验 13 原子结构理论的发展IV 斯特恩-盖拉赫实验 14 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？ 原子结构理论的发展IV 电子自旋 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。 15 原子结构理论的发展IV 电子自旋 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（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的电子。 16 实验 核外电子的 运动状态 核外电子的 排布规律 表示方法 原子 光谱 能量 量子化 能层 能级 原子轨道 电子自旋 原子结构示意图 构造原理 电子排布式 常用轨道表示式研究原子的核外电子在原子轨道中的排布。 ↑↓ 1s 2s 2p 3s ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ Na 1s22s22p63s1 Na 17 电子排布的轨道表示式-----电子排布图 表示方法：用方框表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头（↑↓）表示一种自旋状态电子。 如氢和氧的基态原子的轨道表示式： 1s 2s 2p H ↑↓ ↑ O 1s ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 18 洪特规则-------怎么填 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 如：2p3的电子排布为： 不能为 ： 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子 19 以铝原子为例，说明轨道表示式中各部分的含义： 思考：铝原子外层成对电子对的数目为 ,有单电子数目 ？ 电子对： 单电子： 同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子 一个原子轨道中只有一个电子，即未成对电子 洪特规则-------怎么填 1、1-36号元素基态原子中未成对电子最多的元素是？ 2、主族元素中单电子最多的元素是？ 深度思考： 21 能量相同的原子轨道在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 相对稳定的状态 全充满：p6、d10 半充满:p3、d5 全空:p0、d0 洪特规则特例 思考： 1-