1.1.4 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原子结构中的电子云与原子轨道，从复习能级填充顺序和玻尔模型入手，通过薛定谔方程引入核外电子概率运动特点，衔接旧知与新知，搭建学习支架。 其亮点在于以概率密度、电子云轮廓图等微观模型建构为核心，结合问题驱动（如预测d/f能级伸展方向）和表格归纳，体现化学观念与科学思维，帮助学生建立微观认知，教师可高效开展结构化教学。

组织建设 第一节　原子结构 第一章 原子结构与性质 课时4 电子云与原子轨道 s、p、d、f....能级可容纳的最多电子数分别是1、3、5、7....的2倍， 核外电子在不同能级上是如何运动的？ 【复习引入】 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序如下： 教学引入 2 1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在 上绕核运行。 线性轨道 1922年诺贝尔物理学奖获得者 氢原子模型 然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。 教学引入 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) 核外电子的运动特点 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，可计算它们出现的概率密度(ρ)分布。 教学引入 一、概率密度分布图与电子云 1、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。用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积。 概率密度 ＝ 即 ρ＝ 氢原子1s电子的概率密度分布图 氢原子只有一个电子，为什么会有这么多小点？ 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述 独立的小点没有意义，小点的密度才有意义。小点越密，表明概率密度越大。 教学内容 一、概率密度分布图与电子云 2、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看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。 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 目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子空间运动状态进行一个形象化的简便描述。 3、电子云轮廓图：电子云图很难绘制，我们常使用电子云轮廓图。 教学内容 1s、2s、3s、4s 的电子云轮廓图如下图所示： 1s 2s 3s 4s 思考：s能级的电子云轮廓图有什么特点？ 二、电子云轮廓图 教学内容 二、电子云轮廓图 1s、2s、3s、4s 的电子云轮廓图如下图所示： 1s 2s 3s 4s 不同能层的s电子的电子云形状一致，均为球形，在核外半径相同处任一方向上电子出现的几率相同。 同一原子的能层越高，s电子云半径越大。 只有一种空间伸展方向 原因：电子能量越高，电子在离核更远的区域出现的概率越大，电子云越来越向更大的空间扩展。 教学内容 二、电子云轮廓图 除s电子云外，其他电子云轮廓图都不是球形的 2py电子云 p电子云轮廓图是哑铃状的 有三种空间伸展方向，分别相对于x、y、z轴对称，相互垂直 教学内容 每个p能级有三种空间伸展方向，分别以px、py、pz表示，且相互垂直。 在同一能层同一能级中px、py、pz的能量相同。 能层越高，p电子云半径越大。 预测d能级和f能级有几种空间伸展方向？ 2、p电子的电子云轮廓图 教学内容 二、电子云轮廓图 d电子云轮廓图(5个伸展方向） f 电子云轮廓图（7个伸展方向） 教学内容 教学内容 ns能级原子轨道有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 1、含义：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原子轨道的形状和取向。 二、原子轨道 一般把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。 电子的空间运动状态数目=原子轨道数目 伸展方向 教学内容 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 d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向，高中阶段不做要求。 2、不同能层的能级、原子轨道 原子轨道数目=n2 (n为能层序数) 教学内容 ①基态原子的核外电子填充在6个轨道的元素有几种？ 【思考与讨论】 s、p能级分别有1、3个原子轨道，按照构造原理，核外电子填充在6个轨道 的元素为1s22s22p63s1(Na)和1s22s22p63s2(Mg)，共2种； 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 教学内容 课堂小结 16 电子云 概率密度 电子云与电子云轮廓 原子轨道 原子轨道 不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 1、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 教学巩固 2、下列说法中正确的是(　　) A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动 B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多 C．3d3表示3d能级有3个轨道 D．ns能级的原子轨道图可表示为 D 教学巩固 3、下列有关说法正确的是(　　) A．每个能层s能级的原子轨道的形状相同，能层序数越大，轨道半径越大，电子能量越高 B．原子核外电子云是核外电子运动后留下的痕迹 C．教材中说“核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云”， 这说明原子核外电子云是实际存在的 D．每个能层都有p能级，p能级都有3个原子轨道 A 教学巩固 4、下列对核外电子运动状态的描述正确的是(　　) A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．能层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同 D 教学巩固 Lavf58.46.101 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $