1.1.3电子云 原子轨道 能量最低原理 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一节第3课时 电子云和原子轨道 能量最低原理　泡利原理　洪特规则 选修3 物质结构与性质 第1章 原子结构与性质 学习目标 1.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 2.认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。 学会书写1~36号元素基态原子核外电子排布的轨道表示式。 3.通过辨识电子云、原子轨道等概念,探析微观粒子运动与宏观物体运动的异同。 4.结合核外电子排布规律,能论证不同原子核外电子排布与排布规律的关系。 玻尔模型 电子云模型 电子在线性轨道上绕核运行 电子云轮廓图中的小黑点密度的大小是否表示电子的多少? 提示：不是。电子云轮廓图中的一个小黑点并不代表一个电子,而是表示电子在此位置出现过一次,小黑点密度的大小,表示在一定时间内电子出现的概率的大小。 四、电子云与原子轨道 1.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,因而被形象地称为电子云。 小黑点越密,表示概率密度越大。 P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 ρ = 由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度大,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。 ①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。 ②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密度越大;电子云的外围形状具有不规则性。 ③电子云图很难绘制,使用不方便,故常使用电子云轮廓图。 2.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,即为电子云轮廓图。 x y z 3.电子云的形状 s电子云呈 形 相似点：任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形。 递变性：同一原子的能层越高，s电子云半径越大。 只有1种空间运动状态（伸展方向） 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逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 1s 2s 3s 4s 球 3.电子云的形状 p电子云呈 形 相似点：p电子云的形状是哑铃状的，同一能层中px、py、pz相互垂直且能量相同 递变性：能层序数越大，p电子云半径越大 有3种不同的空间运动状态（伸展方向） 哑铃 能量相同的轨道称为简并轨道 3.电子云的形状 d的电子云轮廓图有5种不同的空间运动状态（伸展方向） 3.电子云的形状 f的电子云轮廓图有7种不同的空间运动状态（伸展方向） 电子云扩展程度 同类电子云能层序数n越大，电子能量越大， 活动范围越大电子云越向外扩张。 4.原子轨道 (1)定义:电子在原子核外的 一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (2)各能级所含原子轨道数目: ns原子轨道1个 nd原子轨道有5个 np原子轨道有3个 nf 原子轨道有7个 五、基态原子的核外电子排布规则 1.能量最低原理 原子核外电子的排布遵循构造原理,按轨道能量由低到高依次排列, 使整个原子的能量处于最低状态。 三、基态原子的核外电子排布规则 2.泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子, 而且自旋状态相反,用“↑↓”表示。 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。 三、基态原子的核外电子排布规则 3.洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时, 基态原子中的电子总是优先单独占据 一个轨道,而且自旋状态相同。 洪特规则特例: 能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)和 全空(如p0和d0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。 泡利原理 每个轨道最多只能容纳2个电子 且它们的自旋方向相反 洪特规则 电子总是优先单独地占据简并轨道 且它们的自旋方向相同 怎么填 填多少 温馨提示 核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则: 能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。 这三个原则并不是孤立的,而是相互联系、相互制约的。 也就是说核外电子在原子轨道上排布要同时遵循这三个原则。 轨道表示式 又称电子排布图 书写方法：以Al原子为例说明轨道表示式中各部分的含义 每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。 下列基态原子或离子的电子排布表示方法中,正确的是　　　　　　　, 违反能量最低原理的是　　　　,违反洪特