1.1.2电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 讲义 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

1.1.2电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理 【核心素养发展目标】 1.通过原子轨道和电子云模型的学习，全面了解核外电子运动状态的描述方法 2,能从原子微观层面理解原子的组成、结构等。能根据核外电子的三条规则熟知核外电子排布的表示方法 【主干知识梳理】 一、电子云与原子轨道 1.原子核外电子的运动特点 核外电子的运动特点 ①电子的质量很小(9.1095×1031kg),带负电荷 质子 ②相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大 约10"m 中子 原子核 ③电子运动的速度很快，接近光速(30×108ms-1) 约1sm ④不能同时准确地测定它的位置和速度 2.电子出现的概率密度 量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度() 表示，即=PP表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)，如：氢原子的1s电子在原子核外出现的 概率密度分布图 3.电子云 ()概念：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。换句话说，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 (2)意义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大 (3)电子云轮廓图 ①含义：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 ②电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是球形，P能级的电子云轮常图是哑铃形 【微点拨】 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小：点 密集的地方，表示电子在那里出现的概率大 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散 4.原子轨道 ()概念：量子力学把电子在原子核外的一个空闻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 来★★ 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 奶 (3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号s nd nf 轨道数目 1 3 7 【微点拨】 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。能层序数n越大，原子轨道的半径越大，如： 同一原子的s电子的电子云轮廓图 1s 2s 35 4 ②s能级只有1个原子轨道。P能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以p、P、P:表示。在同一能层中p、 B、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=n 【对点训练1】 1.下列关于电子云的叙述不正确的是() A.电子云是用小点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形 B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形 C,电子云图说明离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小 D.能级类别不同，电子云的形状也不同 2.下图中甲、乙分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列说法正确的是() A.图甲中每个小点表示1个电子 B.图乙表明1s电子云轮廓图呈球形，有无数条对称轴 C.图乙表示1s电子只能在球体内出现 D.不同能层的s电子云轮幕图的半径相等 3.符号3p:所代表的含义是() A.P轨道上有3个电子 B.第三能层P.轨道有3个伸展方向 C.p电子云有3个伸展方向 D.第三能层沿x轴方向伸展的p轨道 4.下列说法中正确的是() A.s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状 B.p电子云的形状是对顶双球 C.L能层有d轨道 D.2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子 5.在1s、2p、2p、2p.轨道中，具有球形对称性的是(） A.Is B.2px C.2py D.2p. 二、原子核外电子的排布规则 1.电子自旋与泡利原理 (①)电子自旋：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（↑和↓）表示自旋相反的电子 (2)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，如：25 2s 2s 轨道上的电子排布为，不能表示为 (③)因为每个原子轨道最多只能容纳2个电子且自旋方向相反，所以从能层、能级、原子轨道、自旋方向四个方 面来说明电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的，任何一个原子里绝不会出现运动状态完全相同的 电子，如1：氯原子的电子排布可表示为1s22s22p2x2p2y2p1z,由于各原子轨道中的电子自旋方向相反，所以9 个电子的运动状态