【課件】第一章第一節(jié)第三課時(shí)++電子云與原子軌道高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第3課時(shí)電子云與原子軌道、泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理知識(shí)回顧不同能級(jí)中最多可容納的電子數(shù)分別是多少？能級(jí)spdf最多可容納電子數(shù)261014思考：不同能級(jí)中最多可容納的電子數(shù)為什么不同？一、電子云與原子軌道運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)宏觀物體核外電子質(zhì)量很大很小位置可測(cè)不能同時(shí)測(cè)定速度可測(cè)軌跡可以描述不能準(zhǔn)確描述1、電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1、電子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子并不在玻爾假定的線性軌道上運(yùn)行，而在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。

圖1-7思考：圖1-7中小點(diǎn)的含義是什么？小點(diǎn)是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述。小點(diǎn)越密，表明概率密度越大。2、電子云與電子云輪廓圖

電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。電子云輪廓圖是表示電子云輪廓的形狀，對(duì)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述。將電子出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來(lái)s電子云呈球形思考與討論：（1）相同原子的s電子的電子云輪廓圖，你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？1、任一能層的s電子的電子云輪廓圖均為球形。2、同一原子的能層越高，s電子云半徑越大。

原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展。（2）p電子云輪廓圖是啞鈴狀的，有3個(gè)互向垂直的電子云，分別稱為px、py、pz。右下標(biāo)x、y、z分別是p電子云在直角坐標(biāo)系里的取向。同一能層中px、py、pz的能量相同3、原子軌道

（1）定義：量子力學(xué)把電子在原子核外的一種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。各能級(jí)的一個(gè)伸展方向的電子云輪廓圖即表示一個(gè)原子軌道。思考：分析教材P14表1-2，總結(jié)各能級(jí)、各能層所含原子軌道的數(shù)目。能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目1357原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：各能層含有的原子軌道數(shù)為n2個(gè)。1、如圖是s能級(jí)和P能級(jí)的原子軌道示意圖，下列說(shuō)法正確的是()A．s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道形狀相同B．每個(gè)p能級(jí)都有6個(gè)原子軌道C．s能級(jí)的原子軌道的半徑與電子層序數(shù)有關(guān)D．Na原子的電子在11個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)C2、下列軌道含有3個(gè)原子軌道的是(

)A、1sB、2pC、3dD、4f3、d能級(jí)中最多容納電子數(shù)為()A、2B、10C、14D、18BBns、np、nd、nf能級(jí)最多可容納的電子數(shù)依次為1、3、5、7的2倍。能級(jí)中的原子軌道數(shù)二、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1、電子自旋①定義：電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種狀態(tài)叫做自旋。自旋是微觀粒子的內(nèi)在屬性。②表示方法：

電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向，簡(jiǎn)稱自旋相反。常用上下箭頭“↑”和“↓”表示自旋相反的電子。提醒：能層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)方面共同決定電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2、泡利原理在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，而且自旋方向相反，這個(gè)原理稱為泡利原理，也稱為泡利不相容原理。因此在一個(gè)原子中不可能存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的2個(gè)電子。

表示方法：①用方框（也可用圓圈）表示原子軌道，能量相同的原子軌道（簡(jiǎn)并軌道）的方框相連；②用箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子,“↑↓”稱電子對(duì),“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對(duì)電子)。箭頭同向的單電子稱為自旋平行，沒(méi)有電子的軌道稱為空軌道。③通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。有時(shí)畫出的能級(jí)上下錯(cuò)落，以表達(dá)能量高低不同。

3、電子排布的軌道表示式定義：軌道表示式（又稱電子排布圖）是表述電子排布的一種圖式。思考：試著寫出氧的基態(tài)原子的軌道表示式。4、洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占且自旋平行，稱為洪特規(guī)則。如：2p4的電子排布為：↑↓↑↑不能寫為：↑↓↑↓或↑↓↑↓洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子，也適用于基態(tài)離子提醒：洪特規(guī)則是針對(duì)電子填入簡(jiǎn)并軌道而言的，并不適用于電子填入能量不同的軌道。思考：寫出24號(hào)鉻、29號(hào)銅元素的電子排布式和價(jià)電子軌道表示式。24號(hào)鉻：1s22s22p63s23p63d54s129號(hào)銅:1s22s22p63s23p63d104s1洪特規(guī)則特例：在同一能級(jí)的簡(jiǎn)并軌道上，當(dāng)電子排布為全充滿、半充滿或全空時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿（p6，d10，f14）全空時(shí)（p0，d0，f0）半充滿（p3，d5，f7）不符合構(gòu)造原理5、能量最低原理

在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低，這就是能量最低原理。整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定。基態(tài)原子的核外電子排布遵循三大原則：

泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。4、下列是基態(tài)N原子的電子軌道表示式的是

（）A、B、

C、D、C5、以下是一些原子的2p能級(jí)和3d能級(jí)中電子排布的情況。其中違反了洪特規(guī)則的是()②③④⑤A.① B.①③ C.②④⑤ D.③④⑤①⑥C小結(jié)1、s軌道是球形，同一原子的能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大。2、p軌道是啞鈴形，p能級(jí)有3個(gè)互相垂直且能量相同的原子軌道。3、各能級(jí)的原子軌道數(shù)：一、電子云與原子軌道（1）能量最低原理（2）泡利原理（3）洪特規(guī)則二、核外電子排布遵循的原理能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目1357表示方法原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式簡(jiǎn)化電子排布式價(jià)電子排布式電子排布圖（軌道表示式）價(jià)電子排布圖以硫(S)為舉例S：1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p4基態(tài)原子核外電子排布的表示方法（七圖式）隨堂訓(xùn)練1、下列關(guān)于基態(tài)硅原子的核外電子排布表示方法中，錯(cuò)誤的是()A.1s22s22p63s23p2B.[Ne]3s23p2C.D.C2、下列有關(guān)碳原子的電子排布圖中，能量最低的是()A.B.C. D.D3、下列有關(guān)原子軌道和電子云的說(shuō)法正確的是()A、s軌道呈球形，隨電子層數(shù)的增加，s軌道數(shù)也增加B、p軌道呈啞鈴形，p軌道電子繞核做“∞”形運(yùn)動(dòng)C、電子云是籠罩在原子核外的云霧D、電子云圖中小點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外空間出現(xiàn)概率的大小D4、下列說(shuō)法正確的是（

）A、不同的原子軌道形狀一定不相同B、p軌道呈啞鈴形，因此p軌道上的電子運(yùn)動(dòng)軌跡呈啞鈴形C、2p能級(jí)有3個(gè)p軌道D、氫原子的電子運(yùn)動(dòng)軌跡呈球形C5、[21全國(guó)甲卷