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4课时 电子云与原子轨道 第一章 第一节 开元学校 高二化学备课组 学习目标 1、了解电子云与原子轨道概念。 2、熟悉原子核外电子排布的泡利原理、洪特规 则和能量最低原理。(重点) 3、掌握电子排布的轨道表达式。(重点) 自学指导 1、电子云的概念及常见的电子云模型。 2、原子轨道的概念。 3、 泡利原理、洪特规则和能量最低原理的概念。 4、电子排布的轨道表达式的书写。 自学课本P12-16；思考以下知识： 小点：1s电子在原子核外出现的概率密度的形象化描述。 小点越密，表明概率密度越大 一、电子云 氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图 1、概率密度 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。 P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 概率密度：ρ= 2、电子云 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。 s----球形 (1)概念： (2)常见的电子云轮廓图： p----哑铃状 二、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。 1．定义： 2．能级与原子轨道数目的关系 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 px py pz 3．规律 ①不同能层的同种能级的原子轨道形状相同， 只是半径不同。同一原子的能层越高，s电 子云半径越大。 ②p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。 ③原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目=n2。 ④有几个原子轨道填有电子就有几种不同的空间运动状态。 【判断正误】 1、同一原子中的npx与npy轨道形状相同，半径相同且在空间相互 垂直。(　　) 2、电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形。( ) 3、电子云图中小黑点密度的大小可表示电子的多少。(　　) 4、p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。(　 ) 5、每个p能级都有6个原子轨道。( ) 6、钠原子的电子在6个原子轨道上高速运动。( ) 7、Cl原子的核外电子有9种空间运动状态。( ) √ × × × × √ √ [练习1]下列说法正确的是(　　) A、因为p轨道是“8”字形，所以p电子是“8”字形 B、能层数为3时，有3s、3p、3d能级，共有9个轨道 C、氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道 D、电子云图即是电子云轮廓图，都是用来形象描述电子运动 状态的 B 　　 1、电子自旋 (1) 定义： 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。 (2) 取向： 顺时针、逆时针 常用箭头“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。 (3) 表示方法： 注：电子的运动状态包括空间运动状态和电子的自旋。 原（离）子核外有几个电子，就有几种不同的运动状态。 三、电子排布的轨道表达式 (1)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. (2)通常在方框的下方或上方标记能级符号，有时画出的能级 上下错落，以表达能量高低不同。 2、电子排布的轨道表示式的书写 (电子排布图) 例：氢原子： 氖原子： “↑↓”称电子对 “↑”或“↓”称单电子(未成对电子) 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。这个原理被称为泡利原理(也称泡利不相容原理)。 1、泡利原理 例：2s2的轨道表达式： √ × 基态原子(或离子)的电子排布原理 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。 2、洪特规则 例：氧原子： 2p3的轨道表达式： √ × √ × 3d5的轨道表达式： √ × 3d 3d 当简并轨道上的电子排布为全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，具有较低的能量和较高的稳定性。 洪特规则特例 例：Cr的价层电子排布： Cu的价层电子排布： 3d54s1 3d104s1 3d44s2 3d94s2 √ × √ × [练习]正确书写下列基态原子或离子的轨道表达式。 N Li F- Na+