1.1.3电子云、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原子结构中电子云与原子轨道核心内容，通过“电子运动状态与宏观物质是否相似”的问题导入，结合“妈妈找我”画点活动及学生转动笔/香演示，从玻尔模型局限过渡到量子力学，构建概率密度、电子云轮廓图到原子轨道的认知支架。 其亮点在于运用宏观微观对比表格、电子云轮廓图等可视化工具，结合学生动手画点、演示等实践活动，渗透科学思维（模型建构）与科学探究与实践（动手操作），帮助学生突破抽象概念理解，教师可借助直观素材提升教学互动性与效果。

第三课时 电子云、洪特规则等 第一节 原子结构 第一章 原子结构与性质 原子核外电子的运动状态是怎样的呢？与宏观物质的运动是否相似？ 宏观物体 氢原子电子 质量 很大 很小(只有9.11×10-31 kg) 速度 较慢 很快（2200 km/s） 位置 可测 位置、速度 不可同时测定 速度 可测 轨迹 可描述 不确定 1927年，海森堡(1901.12—1976.2)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 p=mv 举例说明 3 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。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。 在核外各处都可能出现，那么，怎么描述电子在原子核外的运动呢？ 过渡语：怎么描述电子的运动？ 5 小蝌蚪找妈妈 妈妈找我 在一张纸上画出你在学校各个地方出现的情况，出现一次画一个点儿，画很多天很多时刻的，校园外出现的也可以画上 想知道你在学校的哪个点上，是不可能的，甚至自己不知道自己下一刻会出现在哪里？先画点，在去的路上也画上。 7 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分布 一、电子云 1. 概率密度ρ 表示电子在某处出现的概率P与该处体积V的比值（即某处单位体积内 电子出现的概率） ρ＝ P V 思考：概率密度分布图中小点代表什么含义？ 小点不是电子本身，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（电子出现的几率越大）。 氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图 活动：请四位学生上台，手拿支中性笔，胳膊快速转动，看形成的图案或用马达快速转动燃着的香 电子云图很形象直观，但是很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 2. 电子云 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象的称作“电子云” 10 电子云轮廓图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 图1电子云轮廓图的绘制过程 P＝90%的空间圈出来 电子云轮廓图是平面的吗？ 3. 电子云轮廓图 11 ①所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径不同。能层越高，s电子云半径越大。 原因：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增大，电子云越来越向更大的空间扩展。 1s 2s 3s 4s 2py电子云 px、py、pz的电子云轮廓图 ②除s电子云外，其他电子云都不是球形的。 ③p电子云轮廓图是哑铃状的，而且，无论2p、3p还是4p…都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py和pz， 右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标 系里的取向。同一能层中px、py、pz的能量相同。 13 二、原子轨道 1.概念： 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 因此，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，即电子云轮廓图可以看作为原子轨道 s轨道 球形 哑铃形 p轨道 14 p能级的3个原子轨道p x，py，pz合在一起的情形 p能级的原子轨道 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 图看不懂，下一张看PPT看视频 15 微观粒子可视化： 1s~2p原子轨道的叠加 d 能级的原子轨道图 五、电子云与原子轨道 2. 原子轨道 f 能级的原子轨道图 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 原子轨道的形状和取向 形状 取向 K 1s L 2s 2p M 3s 3p 3d N 4s 4p 4d 4f 表1-2 不同能层的能级、原子轨道 1357 1 1 3 1 3 5 1s 2s 2px、2py、2pz 3s 3px、3py、3pz 4s 4px、4py、4pz ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ 球形 哑铃形 相互垂直 球形 球形 哑铃形 ······ 球形 哑铃形 相互垂直 相互垂直 ······ ······ ······ ······ 能层：n 能级个数：n 轨道个数： 电子数： 每个能层的轨道数目 19 能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 原子轨道的形状和取向 形状 取向 K 1s L 2s 2p M 3s 3p 3d N 4s 4p 4d 4f 表1-2 不同能层的能级、原子轨道 1357 1 1 3 1 3 5 1s 2s 2px、2py、2pz 3s 3px、3py、3pz 4s 4px、4py、4pz ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ ······ 球形 哑铃形 相互垂直 球形 球形 哑铃形 ······ 球形 哑铃形 相互垂直 相互垂直 ······ ······ ······ ······ 能层：n 能级个数：n 轨道个数：n2 电子数：2n2 这2个电子容纳在同一个轨道里，也就意味着，它们的空间运动状态是相同的。为什么一个轨道允许容纳2个电子呢？ 21 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 C 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 C 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 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 C 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 本节课结束 $