1.1.3 电子云、原子轨道（课件）-【基于真实情景的同步教学】2024-2025学年高二化学同步课件与检测（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第3课时 电子云与原子轨道 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 知识与技能 能够通过观察、分析电子云与原子轨道的图像和模型，提出假设，设计实验，探究原子结构对元素性质的影响。 过程与方法 情感态度与价值观 运用化学理论解释实际问题，通过模型构建和计算，深化对原子轨道的理解，提升解决化学问题的实践能力。 培养基于实验和观测证据进行推理和判断的能力，形成严谨的科学态度。 1 2 3 学习目标 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 2 教学引入：波尔氢原子模型 1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。 1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 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。 埃尔温·薛定谔 (Erwin Schrödinger) 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。 (核外电子运动空间的不确定性与概率) 核外电子的运动特点 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 电子云 01 PART 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电子云 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 ρ = P：电子在某处出现的概率 V：该处的体积 小点越密，表明概率密度越大。 1.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。 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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电子云 电子云图难绘制 将出现概率90%的空间圈出来 电子云轮廓图 2.电子云轮廓图 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电子云 2.电子云轮廓图 通过对氢原子1s电子的电子云轮廓图绘制，能够发现s电子的电子云形状为球形，且不同能级s电子的电子云形状一致，能层越高球形的半径越大。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.1 电子云 2.电子云轮廓图 对比s电子的电子云形状为球形，只有一种空间伸展方向，p电子的电子云形状则为哑铃形，有三种空间伸展方向，分为相对于x、y、z轴对称。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 1.原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道，各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。 2.表示方法：常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向，因此s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，p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。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 s电子的原子轨道只有1个，呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 p电子的原子轨道有3个，呈哑铃形（纺锤型），能层序数越大，原子轨道的半径越大。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 d能级的电子云轮廓图（花瓣形） 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 【思考】s能级的原子轨道是1个， p能级的原子轨道是3个， d能级的原子轨道是5个，那么f能级中的原子轨道数量是多少呢？ 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 单轨道容纳电子数 7 2 2 2 2 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 1.2 原子轨道 原子轨道与能层序数的关系： 不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，半径不同，能层序数n越大，原子轨道的半径越大； s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px、py、pz表示。同一能层中px、py、pz的能量相同（同一能级的几个能量相同的原子轨道也被称为简并轨道）； 原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 小结 不同能层的能级、原子轨道 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 ……① …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 ①d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向，高中阶段不做要求。 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 16 课堂检测 1.正误判断 1. 电子与行星相似在固定轨道上运动。 4. 电子云是笼罩在原子核外的云雾状物质。 2. 2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。 3. 2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量相等。 × × √ × 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 2.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．图1中的每个小黑点都表示1个电子 B．图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置 C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴 D．图2表示1s电子只能在球体内出现 C 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 3.下列说法中，正确的是 A．1s电子云轮廓图呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动 B．电子云轮廓图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．ns能级的原子轨道的电子云轮廓图如图所示 D．3d6表示3d能级有6个原子轨道 C 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 4.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是 A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动 B．3px、3py、3pz的轨道相互垂直，能量相同 C．各原子能级之间的能量差不一致，这是量子力学中原子光谱分析的理论基础 D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量 BC 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 课堂检测 5.如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图 呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，p能级的原子轨道图 呈哑铃形，且有3个伸展方向 D 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 小结 电子云与原子轨道 第一节 原子的结构与性质 第3课时 电子云 原子轨道 概率密度分布图 电子云图 表达公式 相同原子的s电子的电子云轮廓图 px、py、pz的电子云轮廓图 概念 含义 形状：s电子云(球形)，p电子云(哑铃形) 概念 形状 各能级所含有原子轨道数目 原子轨道与能层序数的关系 能层、能级和原子轨道之间的关系 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 择 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） 更多模版：亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 22 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第3课时 电子云与原子轨道 基 于 真 实 情 景 的 同 步 教 学 高 中 化 学 选 性 必 修 二（ 2019 人 教 版 ） $$