1.1.3电子云 原子轨道 课件 -2024-2025学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦电子云与原子轨道，通过对比宏观物体运动轨迹引出电子运动问题，结合海森堡测不准原理衔接微观粒子运动特征，搭建从宏观到微观的认知支架，帮助学生理解核外电子运动状态的描述方法。 其亮点在于运用表格对比宏观与微观物体差异、电子云小点图示等模型建构方法，融入科学思维与科学探究，如通过“微自测”判断电子云概念正误。采用直观化模型与问题驱动教学，助力学生深化微观认知、培养证据推理能力，也为教师提供结构化教学素材与互动训练设计。

第一节 原子结构 第三课时 电子云与原子轨道 宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？ 核外电子的运动 宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别? 宏观物体 微观粒子 质量 很大 很小(只有9.11×10-31 kg) 速度 较慢 很快（接近光速） 位移 可测 位移、能量 不可同时测定 能量 可测 轨迹 可描述 不可确定 1920年，海森堡提出著名的测不准原理： 即无法同时精确测量某个电子在某一时刻的位置和动量 思考与讨论 一、电子云 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 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(ρ)分布。 概率密度：用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则 称为概率密度，用ρ表示。 一、电子云 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。小点越密，表明概率密度越大。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象的称作“电子云”。 氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图 一、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。不代表电子的运动轨迹。 1.电子云的含义 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单描述，把电子在原子核外空间出现概率约为90%的空间圈出来 2.电子云轮廓图 一、电子云 3.电子云轮廓形状和大小 ①s电子的电子云轮廓 球形 1、不同能级s电子云形状一致，均为球形。 2、能层越高，s电子云半径越大。 同一原子的s电子的电子云轮廓图 一、电子云 3.电子云轮廓形状和大小 ②p电子的电子云轮廓图 y x z y x z y x z p电子的电子云轮廓图为哑铃状，有3个相互垂直的电子云，分别为px、py、pz，同一能层中px、py、pz的能量相同。 一、电子云 d电子云轮廓图(五个伸展方向） f电子云轮廓图（七个伸展方向） 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。常用电子云轮廓图的形状和取向来表示描述原子轨道的形状和取向。 1、概念 2、原子轨道数 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 几种空间运动状态=几个原子轨道 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道的形状和取向 K 1s 1 1s 球形 —— L 2s 1 2s 球形 —— 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 互相垂直 M 3s 1 3s 球形 —— 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 互相垂直 3d 5 …… …… …… N 4s 1 4s 球形 —— 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 互相垂直 4d 5 …… …… …... 4f 7 …… …… …… 1 4 9 16 n能层： 能级个数：n 电子数：2n2 轨道个数：n2 不同能层的能级、原子轨道数、原子轨道名称以及形状和取向 二、原子轨道 说明: ① 在同一能层，原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 ② 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 ③在同一能层中，能量相同的轨道称为简并轨道 。如2px、2py、 2pz为简并轨道 微自测　判断正误 1．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云( ) 2．s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动( ) 3．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向( ) 4．2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大( ) 5．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多( ) × × × √　 × (1)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (4)2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量相等( ) (5)从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道( ) (6) p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。(　　 ) (7)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转( ) (8)1s电子云示意图中一个小点表示一个自由运动的电子( ) (9)电子云是笼罩在原子核外的云雾( ) (10)第三电子层含有的轨道数为8( ) × × × √ 正误判断: √ × × × × × 对点训练 交流研讨 1．s能级和p能级的原子轨道存在哪些方面的差异？ s能级原子轨道为球形、有1个原子轨道，最多容纳2个电子 p能级原子轨道为哑铃形、有3个原子轨道，最多容纳6个电子 2．不同能层中的s轨道和p轨道电子云轮廓分别相同吗？能量分别相同吗？ 电子云轮廓不同(s轨道均为球形，p轨道均为哑铃形)； 能量不同(能层序数越大，能量越高)。 3．基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素有几种？填充在7个轨道中的元素有几种？ 基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共两种； 填充在7个轨道中的元素只有1s22s22p63s23p1(Al)一种元素。 课堂练习1：3px所代表的含义是（ ） A.px轨道上有3个电子 B.第三电子层px轨道有3个伸展方向 C.px电子云有3个伸展方向 D.第三电子层沿x轴方向伸展的P轨道 D 课堂练习2：如图是s能级和P能级的原子轨道示意图，下列说法正确的是 ( ) A. s能级和p能级的原子轨道形状相同 B.每个p能级都有6个原子轨道 C.s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关 D.Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动 C 元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1。试回答下列各题： (1)电子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有______________________方向，原子轨道呈________形。 2 2p 三种互相垂直的伸展 哑铃 课堂练习3： 课堂练习4：某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是(　　) A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子B．该元素原子的最高能层符号为N C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4 D 运动状态=电子数 空间运动状态=轨道数 $