化学人教版（2019）选择性必修2 1.1.3电子云与原子轨道（共19张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修2 1.1.3电子云与原子轨道（共19张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 9.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-31 17:52:34 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
1.3 电子云与原子轨道
第一章 原子结构与性质
思考: 宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别
宏观物体的运动特征：
宏观物体的运动可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：
核外电子质量小(只有9.11×10-31 kg)，运动空间小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)；无确定的轨道，无法描述其运动轨迹；不能同时准确的测定其位置和速率。
思 考
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
然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
氢原子模型
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 Schr dinger)
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。
(核外电子运动空间的不确定性与概率)
薛定谔方程
1、概率密度 ρ =
（电子在某处出现的概率）
（该处的体积）
氢原子1s电子的
概率密度分布图
—— 核外电子的概率密度分布（看起来像一片云雾）
一、电子云
（1）定义：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。
2、电子云
①小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度。
②小点越密，表明概率密度越大。
③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。
（2）注意：
将电子在原子核外空间出现的概率P＝90% 的空间圈出来，绘制电子云的轮廓图，便可描绘电子云的形状。
氢原子的1s电子云轮廓绘制过程
x
y
z
一、电子云
3、电子云轮廓图
电子云图难绘制
电子云轮廓图
相同原子的s电子的电子云轮廓图
规律：①不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。
②能层越高，s电子的电子云半径越大。
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
(1)s电子云轮廓形状
一、电子云
注意：
①p电子云轮廓图是哑铃形的，每个p能级有3个相互垂直的电子云，分别以px、py、pz表示，右下角标x、y、z分别是P电子云在直角坐标系的取向。
②在同一能层中px、py、pz的能量相同。
③ p电子轮廓的平均半径随n增大而增大。
px、py、pz的电子云轮廓图
(2)P电子云轮廓形状
一、电子云
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。
下列有关认识正确的是( )
A、图1中的每个小黑点表示1个电子
B、图2表示1s电子只能在球体内出现
C、图2表明1s的电子云轮廓呈圆形,有无数对称轴
D、图1中小黑点的疏密表示某一时刻电子在核外出现概率的大小
D
1、定义：
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__________。
2、表示：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。
各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。
（1）s能级：只有____个原子轨道，呈_______
球形
原子轨道
1
二、原子轨道
3、轨道数：
x
y
z
p电子的原子轨道：呈_______
哑铃形
（2）p能级: 有____个原子轨道，相对于x、y、z轴_____，它们相互垂直。
对称
3
二、原子轨道
3、轨道数：
d能级原子轨道（5个）
f能级原子轨道（7个）
二、原子轨道
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
原子轨道数
每个轨道容纳电子数
【思考与交流】不同能级中的原子轨道数量：
1
3
5
7
2
2
2
2
二、原子轨道
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道
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 - - -
【归纳总结】 能层、能级和原子轨道之间的关系（P14）
二、原子轨道
②不同能层的同种能级的原子轨道形状 ，只是半径 。能层序数n越大，原子轨道的半径 ，能量越高。
④原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道为 个。
【分析P14表1-2】
n2
相同
不同
越大
③p能级有 个原子轨道，它们互相垂直。在同一能层中px、py、pz的能量 ，取向不同。
同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道
3
相同
①能级与原子轨道数目的关系
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
1
3
5
7
1、下列说法正确的是（ ）
A．p电子云是平面“8”字形的
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子
D．s能级的原子轨道半径与能层序数有关
D
2、基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为____________，
该能层具有的原子轨道数为_______、电子数为_______。
M
9
4
3、第 N 能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为（ ）
A．3、32、2× 32 B．4、42、2× 32
C．5、42、5× 32 D．4、42、2× 42
D
原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2
每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么这两个电子的运动状态有什么差异呢？
构造原理与电子排布式
电子云&原子轨道
电子排布式的书写
电子填充: 依据构造原理
书写电子排布式：按能层序号由低到高;
构造原理
E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)
相同能层：
同类能级：
E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)
能级交错
s电子的原子轨道呈 形
p电子的原子轨道呈_______形
球
哑铃
三、知识总结
1.3 电子云与原子轨道
第一章 原子结构与性质
思考: 宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别
宏观物体的运动特征：
宏观物体的运动可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：
核外电子质量小(只有9.11×10-31 kg)，运动空间小（相对于宏观物体而言），运动速率大(近光速)；无确定的轨道，无法描述其运动轨迹；不能同时准确的测定其位置和速率。
思 考
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
然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
氢原子模型
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 Schr dinger)
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。
(核外电子运动空间的不确定性与概率)
薛定谔方程
1、概率密度 ρ =
（电子在某处出现的概率）
（该处的体积）
氢原子1s电子的
概率密度分布图
—— 核外电子的概率密度分布（看起来像一片云雾）
一、电子云
（1）定义：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。
2、电子云
①小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度。
②小点越密，表明概率密度越大。
③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图。
（2）注意：
将电子在原子核外空间出现的概率P＝90% 的空间圈出来，绘制电子云的轮廓图，便可描绘电子云的形状。
氢原子的1s电子云轮廓绘制过程
x
y
z
一、电子云
3、电子云轮廓图
电子云图难绘制
电子云轮廓图
相同原子的s电子的电子云轮廓图
规律：①不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。
②能层越高，s电子的电子云半径越大。
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
(1)s电子云轮廓形状
一、电子云
注意：
①p电子云轮廓图是哑铃形的，每个p能级有3个相互垂直的电子云，分别以px、py、pz表示，右下角标x、y、z分别是P电子云在直角坐标系的取向。
②在同一能层中px、py、pz的能量相同。
③ p电子轮廓的平均半径随n增大而增大。
px、py、pz的电子云轮廓图
(2)P电子云轮廓形状
一、电子云
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。
下列有关认识正确的是( )
A、图1中的每个小黑点表示1个电子
B、图2表示1s电子只能在球体内出现
C、图2表明1s的电子云轮廓呈圆形,有无数对称轴
D、图1中小黑点的疏密表示某一时刻电子在核外出现概率的大小
D
1、定义：
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__________。
2、表示：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。
各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。
（1）s能级：只有____个原子轨道，呈_______
球形
原子轨道
1
二、原子轨道
3、轨道数：
x
y
z
p电子的原子轨道：呈_______
哑铃形
（2）p能级: 有____个原子轨道，相对于x、y、z轴_____，它们相互垂直。
对称
3
二、原子轨道
3、轨道数：
d能级原子轨道（5个）
f能级原子轨道（7个）
二、原子轨道
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
原子轨道数
每个轨道容纳电子数
【思考与交流】不同能级中的原子轨道数量：
1
3
5
7
2
2
2
2
二、原子轨道
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道
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 - - -
【归纳总结】 能层、能级和原子轨道之间的关系（P14）
二、原子轨道
②不同能层的同种能级的原子轨道形状 ，只是半径 。能层序数n越大，原子轨道的半径 ，能量越高。
④原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道为 个。
【分析P14表1-2】
n2
相同
不同
越大
③p能级有 个原子轨道，它们互相垂直。在同一能层中px、py、pz的能量 ，取向不同。
同一能级中的轨道能量相等，称为简并轨道
3
相同
①能级与原子轨道数目的关系
能级符号 ns np nd nf
轨道数目
1
3
5
7
1、下列说法正确的是（ ）
A．p电子云是平面“8”字形的
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子
D．s能级的原子轨道半径与能层序数有关
D
2、基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为____________，
该能层具有的原子轨道数为_______、电子数为_______。
M
9
4
3、第 N 能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为（ ）
A．3、32、2× 32 B．4、42、2× 32
C．5、42、5× 32 D．4、42、2× 42
D
原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2
每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么这两个电子的运动状态有什么差异呢？
构造原理与电子排布式
电子云&原子轨道
电子排布式的书写
电子填充: 依据构造原理
书写电子排布式：按能层序号由低到高;
构造原理
E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)
相同能层：
同类能级：
E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)
能级交错
s电子的原子轨道呈 形
p电子的原子轨道呈_______形
球
哑铃
三、知识总结