1.1.3电子云与原子轨道 课件(共18张PPT) 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

(共18张PPT)
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第3课时 电子云与原子轨道
原子
光谱
能量
量子化
能级
知识回顾
能层
原子结构示意图
构造原理
问题：不同能级中最多可容纳电子数为什么不同？
简化电子排布式
电子排布式
价层电子排布式
Na
1s22s22p63s1
[Ne]3s1
3s1
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
核外电子的运动特点
物理中的经典力学告诉我们：一个运动着的宏观物体的速率和它所处的位置是能够同时准确地测定的，即人们能追踪宏观物体的运动轨迹。
但是，对于质量非常小、运动极快的微观粒子(如电子)而言，人们却不能同时准确的测定它的位置和速率(即测不准原理)。
经典力学只适用于宏观物体而不适用于微观粒子，而量子力学能阐述微观粒子的运动规律。
用一个数学方程描述核外电子的运动状态。
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波尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。
——不确定性与概率
薛定谔
量子力学奠基者
电子在某区域出现的机会称为概率(P)，在某区域单位体积内出现的概率称为概率密度(ρ= )。
左图是氢原子1s电子的概率密度分布图。
图中的小点是什么呢？是电子吗？
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”。
任务一：认识电子云
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密度分布的形象化描述。
电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图。
将出现概率90%的空间圈出来
小点不代表电子，也不代表电子实际出现的次数。
以下为相同原子的s电子的电子云轮廓图，你有什么发现？
1s 2s 3s 4s
不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。
能层越高，s电子的电子云半径越大。
为什么？
由于电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展。
p 能级的电子云轮廓图与s能级的相同吗？
p电子云轮廓图是哑铃状的。
每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为 px、py和 pz。
纺锤形
同理，p电子云轮廓图的半径也随能层序数的增大而增大。
yz
y(3x2-y2)
五、电子云与原子轨道
2. 原子轨道
d能级
f能级
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。
任务二：认识原子轨道
常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状与取向。
能层 能级 原子轨道数 单轨道最多容纳电子数 原子轨道名称 形状
K
L
M
N
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
1
1
1
1
1s
2s
3s
4s
球形
球形
球形
球形
3
3
3
2px、2py、2pz
3px、3py、3pz
4px、4py、4pz
哑铃形(相互垂直)
哑铃形(相互垂直)
哑铃形(相互垂直)
5
5
7
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
同一能级中px、py、pz的能量相同，称为简并轨道。
1、下列说法正确的是（ ）
A． 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．ns 能级的电子云轮廓图可表示为
D．3d3表示能级有3个轨道
C
2、下列对核外电子运动状态的描述正确的是 (　　)A. 电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转B. 2px、2py、2pz轨道相互垂直，能量不相等C. 能层序数越大，s电子云的半径越大D. 在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
C
3、元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是　　电子，其电子云在空间有　 个　　　　
的伸展方向。
2p
3
相互垂直
4、某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是(　　)A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子B．该元素原子的最高能层符号为NC．该元素原子核外电子有18种空间运动状态D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
D
运动状态=电子数
空间运动状态=轨道数之和