人教版选修二 1.1.3 电子云与原子轨道 课件（27张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版选修二 1.1.3 电子云与原子轨道 课件（27张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 39.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-20 18:25:13 | ||
图片预览
文档简介
(共27张PPT)
第一节 原子结构（第3课时）
《物质结构与性质》
【知识回顾】核外电子的运动状态和排布规律
实验
核外电子的
运动状态
核外电子的
排布规律
表示方法
原子
光谱
能量
量子化
能层
能级
原子结构示意图
构造原理
电子排布式
【问题思考】不同能级中最多可容纳电子数为什么不同？
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
【思考交流】如何表示核外电子的运动状态？
电子是否像行星一样，沿着固定的轨道围绕原子核运动？
任务一：原子结构理论的发展
核外电子的运动特点
运动特点 宏观物体 核外电子
质量 很大 很小
位置 可测 不可以同时测定
速度 可测 轨迹 可以描述 不能准确描述
任务一：原子结构理论的发展
【科学探索】原子核外的电子运动状态倒底怎么样呢？
1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。在这个模型里，电子像太阳系里的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。
α粒子散射实验
任务一：原子结构理论的发展
氢原子模型
1913年，丹麦科学家玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出了氢原子模型，电子在线性轨道上运行，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。氢原子结构理论成功的阐述了原子的稳定性，氢原子光谱的产生和不连续性。
氢原子光谱与氢原子能级
任务一：原子结构理论的发展
薛定谔方程
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。量子力学推翻了玻尔的氢原子模型。
薛定谔
任务一：原子结构理论的发展
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。
出现在核外空间的具体位置
出现在核外某位置的概率
×
√
任务一：原子结构理论的发展
小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。
概率密度 =
（P:电子在某处出现的概率，V:该处的体积）
左图是氢原子1s电子的概率密度分布图。
任务二：概率密度分布图与电子云图
电子出现的概率密度大
电子出现的概率密度小
图1-7 氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图
小点是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。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”。
任务二：概率密度分布图与电子云图
将出现概率90%的空间圈出来
1s电子的电子云轮廓图绘制过程
任务二：概率密度分布图与电子云图
相同原子的s电子的电子云轮廓图
2、不同能层s电子的电子云形状相同，均为球形。
1、能层越高，s电子的电子云半径越大。
任务二：概率密度分布图与电子云图
思考与讨论1：你能发现什么规律？
2p 电子云
px、py、pz 的电子云轮廓图
p电子的电子云形状相同，均为哑铃形，且px、py、pz 的电子云互相垂直。
任务二：概率密度分布图与电子云图
思考与讨论2：p电子云有什么特点？
例1.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。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轨道呈圆形,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
经典例题
不同能级中的原子轨道数量
思考与讨论3：请填写下表，并预测d、f能级中的原子轨道数量
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。
任务三：原子轨道特点
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
1
3
5
2
7
2
2
2
s能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的（原子核位于球心），能层序数n越大（电子能量越大，1s<2s<3s......），原子轨道半径越大。
任务三：原子轨道特点
P能级的原子轨道是哑铃状的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示。P电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一能层中 P x,Py,PZ的能量相同。
P能级的原子轨道
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形.
任务三：原子轨道特点
d能级的原子轨道
任务三：原子轨道特点
f能级的原子轨道
任务三：原子轨道特点
用身边的常用物品(如橡皮泥、粘土)自制原子轨道模型
【学生活动】
例2.如图是s能级和P能级的原子轨道示意图，下列说法正确的是( )
A．s能级和p能级的原子轨道形状相同
B．每个p能级都有6个原子轨道
C．s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D．Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
C
经典例题
请整理能层、能级和原子轨道之间的关系，并填表。
能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 电子云轮廓图 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 —— —— ——
课堂小结
1. 下列对于电子的运动状态描述正确的是( )
电子沿着固定的轨道围绕原子核运动
电子依次填入K、L、M、N、O、P、Q能层
能够同时测定核外电子的运动位置和速度
基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级
课堂反馈
D
2. 下列叙述中，正确的是( )
s电子的电子云轮廓图为圆形
2p和3p轨道形状均为哑铃形
电子云图中的点代表电子
电子云图中的点代表电子的运动痕迹
3. 下列关于原子轨道的说法不正确的是( )
2p、3p、4p能级的轨道数都为3
各电子层所含有的原子轨道数为2n2
2px、 2py 、 2pz轨道相互垂直，但能量相等
s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5
B
B
4.下列叙述中，正确的是( )
3p2表示3p能级上有2个轨道
M层中的原子轨道数目为4
原子结构示意图为 的原子，核外电子云有3种不同形状
2p和3p轨道形状均为哑铃形，但2p轨道能量低于3p轨道能量
D
5.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____________________方向，原子轨道呈现_____形。
(2)元素X的名称是____。
2
2p3
三种互相垂直的伸展
哑铃
氮
感谢观看！
Thank you！
第一节 原子结构（第3课时）
《物质结构与性质》
【知识回顾】核外电子的运动状态和排布规律
实验
核外电子的
运动状态
核外电子的
排布规律
表示方法
原子
光谱
能量
量子化
能层
能级
原子结构示意图
构造原理
电子排布式
【问题思考】不同能级中最多可容纳电子数为什么不同？
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
【思考交流】如何表示核外电子的运动状态？
电子是否像行星一样，沿着固定的轨道围绕原子核运动？
任务一：原子结构理论的发展
核外电子的运动特点
运动特点 宏观物体 核外电子
质量 很大 很小
位置 可测 不可以同时测定
速度 可测 轨迹 可以描述 不能准确描述
任务一：原子结构理论的发展
【科学探索】原子核外的电子运动状态倒底怎么样呢？
1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。在这个模型里，电子像太阳系里的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。
α粒子散射实验
任务一：原子结构理论的发展
氢原子模型
1913年，丹麦科学家玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出了氢原子模型，电子在线性轨道上运行，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。氢原子结构理论成功的阐述了原子的稳定性，氢原子光谱的产生和不连续性。
氢原子光谱与氢原子能级
任务一：原子结构理论的发展
薛定谔方程
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。量子力学推翻了玻尔的氢原子模型。
薛定谔
任务一：原子结构理论的发展
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。
出现在核外空间的具体位置
出现在核外某位置的概率
×
√
任务一：原子结构理论的发展
小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。
概率密度 =
（P:电子在某处出现的概率，V:该处的体积）
左图是氢原子1s电子的概率密度分布图。
任务二：概率密度分布图与电子云图
电子出现的概率密度大
电子出现的概率密度小
图1-7 氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图
小点是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。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”。
任务二：概率密度分布图与电子云图
将出现概率90%的空间圈出来
1s电子的电子云轮廓图绘制过程
任务二：概率密度分布图与电子云图
相同原子的s电子的电子云轮廓图
2、不同能层s电子的电子云形状相同，均为球形。
1、能层越高，s电子的电子云半径越大。
任务二：概率密度分布图与电子云图
思考与讨论1：你能发现什么规律？
2p 电子云
px、py、pz 的电子云轮廓图
p电子的电子云形状相同，均为哑铃形，且px、py、pz 的电子云互相垂直。
任务二：概率密度分布图与电子云图
思考与讨论2：p电子云有什么特点？
例1.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。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轨道呈圆形,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
经典例题
不同能级中的原子轨道数量
思考与讨论3：请填写下表，并预测d、f能级中的原子轨道数量
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。
任务三：原子轨道特点
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
1
3
5
2
7
2
2
2
s能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的（原子核位于球心），能层序数n越大（电子能量越大，1s<2s<3s......），原子轨道半径越大。
任务三：原子轨道特点
P能级的原子轨道是哑铃状的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示。P电子原子轨道的平均半径随n增大而增大。在同一能层中 P x,Py,PZ的能量相同。
P能级的原子轨道
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形.
任务三：原子轨道特点
d能级的原子轨道
任务三：原子轨道特点
f能级的原子轨道
任务三：原子轨道特点
用身边的常用物品(如橡皮泥、粘土)自制原子轨道模型
【学生活动】
例2.如图是s能级和P能级的原子轨道示意图，下列说法正确的是( )
A．s能级和p能级的原子轨道形状相同
B．每个p能级都有6个原子轨道
C．s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D．Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
C
经典例题
请整理能层、能级和原子轨道之间的关系，并填表。
能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 电子云轮廓图 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 —— —— ——
课堂小结
1. 下列对于电子的运动状态描述正确的是( )
电子沿着固定的轨道围绕原子核运动
电子依次填入K、L、M、N、O、P、Q能层
能够同时测定核外电子的运动位置和速度
基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级
课堂反馈
D
2. 下列叙述中，正确的是( )
s电子的电子云轮廓图为圆形
2p和3p轨道形状均为哑铃形
电子云图中的点代表电子
电子云图中的点代表电子的运动痕迹
3. 下列关于原子轨道的说法不正确的是( )
2p、3p、4p能级的轨道数都为3
各电子层所含有的原子轨道数为2n2
2px、 2py 、 2pz轨道相互垂直，但能量相等
s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5
B
B
4.下列叙述中，正确的是( )
3p2表示3p能级上有2个轨道
M层中的原子轨道数目为4
原子结构示意图为 的原子，核外电子云有3种不同形状
2p和3p轨道形状均为哑铃形，但2p轨道能量低于3p轨道能量
D
5.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____________________方向，原子轨道呈现_____形。
(2)元素X的名称是____。
2
2p3
三种互相垂直的伸展
哑铃
氮
感谢观看！
Thank you！