1.1.2原子结构 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦原子结构与性质核心内容，系统讲解电子云、原子轨道及泡利原理、洪特规则、能量最低原理。通过钠原子光谱实验、斯特恩-盖拉赫实验导入，以概率密度、电子云轮廓图为基础，逐步构建原子轨道模型，结合正误判断、图表分析搭建学习支架，衔接微观结构与电子排布规则。 其亮点在于微观概念可视化呈现，如用黑点密度形象解释概率密度，以球形、哑铃形等描述轨道形状，结合Cr的半充满特例等实例深化理解。通过问题链设计（如“基态氮原子为何这样排布”）和轨道表示式练习，培养学生科学思维与模型认知能力，助力教师实施结构化教学，提升学生微观探析与证据推理素养。

新人教版 化学 选必2 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理，洪特规则，能量最低原理 任务一 电子云与原子轨道 概率密度 表示电子在某处出现的概率 表示该处的体积 ρ＝ P V 表示概率密度 小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。 量子力学指出：电子在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。 任务一电子云与原子轨道 1.电子云 氢原子1s电子的概率密度分布图 小点越密表示概率密度越大 电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因此被形象化地称作电子云。 一个小点表 示一个电子吗？ 不代表电子的运动轨迹。 离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集 任务一 电子云与原子轨道 将电子在原子核外空间出现的概率P＝90%的空间圈出来 py 2.电子云轮廓图 任务一 电子云与原子轨道 s能级的原子轨道有1个 p能级的原子轨道有3个 d能级原子轨道有5个 f能级原子轨道有7个 球形 哑铃型 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。 3.原子轨道 任务一 电子云与原子轨道 1. 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。 2.除s电子云外，其他电子云轮廓图都不是球形的。 1s 2s 3s 4s 同一原子的s电子的电子云轮廓图 （1）s电子云 同一原子的能层越高，s电子云半径越大 任务一电子云与原子轨道 （2）p电子云 ①p电子云轮廓图是哑铃形或纺锤形 p能级有三个互相垂直的电子云，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同。 任务一 电子云与原子轨道 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 …… …… …… N 4s 1 4s 球形 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 …… …… …… 4f 7 …… …… …… …… …… …… …… …… …… （3）不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图 任务一 电子云与原子轨道 1.正误判断 (1)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(　　) (2)1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子(　　) (3)p能级的能量一定比s能级的能量高(　　) (4)2px、2py、2pz的能量相等(　　) × × × √ 任务一电子云与原子轨道 C 2.下列说法正确的是（ ） A．不同的原子轨道形状一定不相同 B． p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形 C． 2p能级有3个p轨道 D．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz) 3.元素X的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 伸展方向，原子轨道呈现 形。 (2)元素X的名称是 。 2 2p(写出np也可以) 三种互相垂直的 哑铃 氮 任务二 泡利原理 钠原子光谱实验 斯特恩-盖拉赫实验 提出猜想 ：轨道中的单电子可能存在两种不同的运动状态 1925年：“电子自旋”概念的提出 只有1个最外层电子的碱金属原子光谱会在光谱里呈现双线 只有1个最外层电子的银原子在外加电场里加速飞行通过一个不对称磁场时会分成两束 引入 任务二 泡利原理 1.电子自旋 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反。通常人们用向上的箭头“↑”和向下的箭头“↓”来表示这两种不同的自旋状态。 任务二 泡利原理 【阅读思考】结合教材p14，认识电子自旋与泡利原理(泡利不相容原理)。 自旋是微观粒子普遍存在的一种如电荷、质量一样的内在属性； 电子的运动状态由能层、能级、原子轨道和自旋状态四个方面共同决定；电子能量与能层、能级有关，电子运动的空间范围与原子轨道有关； 一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子。 任务二 泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳 个电子，且自旋状态 。这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理）。 2 相反 能级 s p d f 原子轨道数 最多容纳电子数 如2s轨道上的电子排布为 ， 不能表示为 。 1 7 5 3 2 14 10 6 2.泡利原理 任务二 泡利原理 H H 1s1 O 1s22s22p4 原子轨道 简并轨道：能量相同的原子轨道 电子对 单电子(未成对电子) 自旋平行 能级符号 思考 核外电子在原子轨道中的排布应该如何表示？ 轨道表示式（又称电子排布图） 任务二 泡利原理 Q1:有几对电子对？ 3 Q2:有几个单电子？ 2 Q3:有几种不同的伸展方向？ 4 Q4:有几种不同的能量的电子？ 3 Q5:有几种空间运动状态？ 4 有几个电子就有几种运动状态 Q6:有几种运动状态不同的电子？ 有几个轨道就有几种空间运动状态 8 任务二 泡利原理 ①轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一种图式。 ②表示方法：用方框（也可用圆圈）表示原子轨道，能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连，箭头（↑或↓）表示一种自旋状态电子。 如：氢和氧的基态原子的轨道表示式为 ↑ 1s H O 2s 2p 1s ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ 通常应在方框下方或上方标记能级符号 不要标记电子数 电子对 单电子（未成对电子） 3.电子排布的轨道表示式(电子排布图) 任务二 泡利原理 有时画出的能级上下错落，以表达能量高低不同。 写出S、Cl原子最外层电子轨道表示式： ： S ： · · Cl ： ： ： · ↑↓ 3s ↑↓ ↑ ↑ 3p ↑↓ 3s ↑↓ ↑↓ ↑ 3p 任务三 洪特规则 1.概念 ↑↓ ↑↓ 基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 1s 2s 2p 7N ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↓ 1s 2s 2p 8O ↑ ↑ ↑ 能量相同的各个轨道 自旋状态相同 洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。必须注意，洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不同的轨道 弗里德里希·洪特 任务三 洪特规则 简并轨道全充满、半充满或全空状态是能量较低的稳定状态。 1s22s22p63s23p63d54s1 相对稳定的状态 全充满：p6、d10、f14 全空：p0、d0、f0 半充满：p3、d5、f7 2.洪特规则特例： 如24Cr的电子排布式为 ，为半充满状态。 任务三 洪特规则 练习p16：(1)下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子?为什么? (2)下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子?为什么? ✔ 违背了泡利原理✘ ✔ BC选项 违背了洪特规则✘ 任务四 能量最低原理 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使原子的整体能量最低。 整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。 补充说明 1.内容 能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。 不满足能量最低原理 不满足洪特规则 不满足泡利原理 任务四 能量最低原理 任务四 能量最低原理 铁原子的电子排布图 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 洪特规则 泡利原理 能量最低原理 1s 2s 2p 3p 3d 3s 4s 任务四 能量最低原理 思考1 提示　氦原子核外有2个电子，根据能量最低原理和泡利原理，基态氦原子的2个电子以自旋相反的形式填充在能量最低的1s轨道中，且1s轨道和2s轨道能量相差较大，所以基态氦原子不会出现2个电子单独分占1s、2s轨道的情况。 为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1? 任务四 能量最低原理 思考2 为什么基态氮原子的轨道表示式是 ，而不是 提示　根据洪特规则，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 ？ 任务四 能量最低原理 思考3 提示　根据构造原理，3d能级的能量大于4s能级的能量，所以依据能量最低原理，电子填入能量低的能级可使整个原子的能量最低。 为什么基态K和Ca的价层电子排布是4s1和4s2，而不是3d1和3d2? 任务四 能量最低原理 小结 原子核外电子排布遵循的原理和规则 原子核外电子排布的表示式 能量最低原理 泡利原理 洪特规则 电子排布式、价电子排布式 电子排布图 原子结构示意图 全满、半满、全空相对稳定 遵循的原理和规则 任务四 能量最低原理 A. 1.下列轨道表示式能表示基态硫原子最外层结构的是 B. C. D. √ 违背了能量最低原则 违背了洪特规则 违背了洪特规则 任务四 能量最低原理 2.按要求完成下列填空： (1)基态11Na原子的电子排布式为____________； (2)基态20Ca原子的最外层电子排布式为_____； (3)35Br－的结构示意图为_________； (4)基态8O原子的轨道表示式为_______________________； (5)基态9F原子的最外层电子轨道表示式为__________________。 1s22s22p63s1 4s2 新人教版 化学 选必2 第一章 原子结构与性质 谢谢观看 $