1.1.3 电子云与原子轨道 课件 2025-2026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”核心知识点，通过玻尔模型的历史发展（1913年提出到1926年被量子力学推翻）引出核外电子运动状态问题，搭建从经典轨道模型到量子力学描述的学习支架，衔接旧知与新知。 其亮点在于通过概率密度公式、电子云轮廓图绘制过程具象化微观概念，结合原子轨道信息表系统梳理能级与轨道特征，体现科学思维的模型建构和化学观念的结构认知。学习评价题结合实例辨析（如1s电子云轮廓图选项分析），课堂小结系统梳理核心内容，助力学生深化微观认知，也为教师提供清晰的教学逻辑框架。

第一章 原子结构与性质 容山中学 化学科组 第一节 原子结构 第3课时 电子云与原子轨道 主讲人：郭静 目 录 CONTENTS 1 2 电子云 原子轨道 学习目标 1. 知道电子的运动状态可通过原子轨道和电子云模型来描述。 2. 通过认识原子结构及核外电子排布，辨识微观粒子的运动状态不同于宏观物体的运动状态。 新课导入 1922年，玻尔由于对于原子结构理论的贡献获得诺贝尔物理学奖。 1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。 然而到了1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。 原子核外电子的运动状态是怎样的呢？ 任务一 概率密度与电子云 核外电子的运动特点 一、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设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。 氢原子的1s电子的概率密度分布图 图中的每个小点是什么？ 1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述 小点越密集，表明概率密度越大。 P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 ＝ P V 概率密度(ρ) ＝ 任务一 概率密度与电子云 二、电子云 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。 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分布的形象化描述。 s电子云呈球形，p电子云呈哑铃形。 任务一 概率密度与电子云 电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 三、电子云轮廓图 将出现概率90%的空间圈出来 1s电子的电子云轮廓图绘制过程 三、电子云轮廓图 1s 2s 3s 4s s能级的电子云轮廓图 任务一 概率密度与电子云 s能级的电子云轮廓是 ，同一原子的能层越高 ，s电子云的半径 。 球形 越大 任务一 概率密度与电子云 三、电子云轮廓图 p能级的电子云轮廓是 ，有三种空间伸展方向:________。它们互相 。 哑铃形 px、py、pz px、py、pz的电子云轮廓图 垂直 任务一 概率密度与电子云 z y x               z y x z y x z y x z y x z y x z y x d能级的电子云轮廓图 f 能级的电子云轮廓图 拓展了解 任务二 原子轨道 s电子的原子轨道呈球形，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 量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道 空间运动状态 概念 形状 四、原子轨道 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。 表示 各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图的性质与取向 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 …… …… …… 原子轨道总数 1 4 9 可容纳电子数 2 8 18 n能层： 能级个数：n 轨道个数：n2 电子数：2n2 任务二 原子轨道 四、原子轨道 学习评价 1．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 【详解】A．电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示空间各电子出现的几率，故A错误； B．小黑点表示空间各电子出现的几率，故B错误； C．圆形轨道沿剖面直径连线，所以有无数对称轴，故C正确； D．图2表示电子云轮廓图，在界面内出现该电子的几率大于90%界面外出现该电子的几率不足10%，电子也可能在球外出现，故D错误； C 学习评价 2．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 【详解】 A．电子云表示电子在核外空间某处出现的概率，不代表电子的运动轨迹，A错误； B．小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，密则概率大，疏则概率小，B错误； D．3d6表示3d能级有6个电子，D错误； C 学习评价 3．符号3px所代表的含义是（ ） A.px轨道上有3个电子 B.第三能层px轨道有3个伸展方向 C.px电子云有3个伸展方向 D.第三能层沿x轴方向伸展的p轨道 D 【解析】p能级有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第三能层沿x轴方向伸展的轨道，最多只容纳2个电子。 答案：D 学习评价 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，能量不同 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 A．球形表示电子在核外运动概率轮廓图，而非电子运动轨迹； B． p能级在空间有三种取向相互垂直且能量相同，如3px、3py、3pz相互垂直能量相同； C．各原子的能级由于电子填充情况不同，能量有所差异。不同元素的原子发生跃迁时吸收或释放不同的光，从而利用其原子光谱进行元素分析，故C正确； D．同一能层np能量大于ns。 C 学习评价 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 【详解】电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D项正确。 D 课堂小结 电子云与原子轨道 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 $