1.1.3电子云与原子轨道课件 (共28张PPT)人教版（2019）选择性必修2

(共28张PPT)
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
课时三 电子云与原子轨道
学习目标
通过原子轨道和电子云模型的学习，了解核外电子的运动特点及核外电子运动状态的描述方法。
原子结构的探索历程（科学史话）
道尔顿
提出原子
汤姆孙
确认电子
卢瑟福
确认原子核
提出质子
预测中子
玻尔
提出电子分层运动
实心模型
葡萄干模型
行星模型
1803年 1904年 1911年 1913年
古时候
中国五行说
古希腊
ATOM
1913年，玻尔提出电子在特定轨道上运动的线性轨道模型
02
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
电子云与原子轨道
氢原子的五次瞬间照相
用小黑点的疏密来表示
小黑点密处表示电子出现的概率密度大，小黑点疏处概率密度小
5 张照片 叠 印
100 张照片叠印
1 000 张照片叠印
看上去好像一片带负电的云雾笼罩在原子核周围
电子云
03
电子云
概率密度 ρ =
电子在某处出现的概率
该处的体积
一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的 不同
概率
氢原子1s电子的概率密度分布图
电子云
小点越密，表明概率密度越大。
——核外电子的概率密度分布（看起来像一片云雾）
03
电子云
把电子在原子核外空间出现概率P= 90%的空间圈出来。
电子云轮廓图：
电子云图难绘制
电子云轮廓图
03
电子云
同一原子的 s 电子的电子云轮廓图
1. 不同能层的s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。
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。
(2)p 电子云
规律： ①p能级的电子云轮廓图是哑铃形的，
②每个p能级有3个相互垂直的哑铃形区域
04
原子轨道
d能级的电子云轮廓图
花瓣形
04
原子轨道
f能级的电子云轮廓图
04
原子轨道
电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个__________。
1s
2s
3s
4s
s电子：只有____个原子轨道，呈_______
能层序数越大，原子轨道的半径越大。
球形
原子轨道
1
04
原子轨道
p 电子的原子轨道：呈_______
哑铃形
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
04
原子轨道
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 - - -
【巩固 评价】
填下表，归纳总结能层、能级和原子轨道之间的关系。
各轨道之间的位置关系
02
泡利原理
电子自旋有顺时针和逆时针两种状态，常用上下箭头（↑和↓）表示自旋状态相反的电子。
自旋是微观粒子的内在属性，如同它的电荷、质量一样。
电子自旋
02
泡利原理
基于光谱事实，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这个原理是由泡利首先提出，
称为泡利原理，也称泡利不相容原理。
同一个原子中不能有两个或两个以上的电子处于完全相同的运动状态。
02
泡利原理
电子排布的轨道表示式
常用轨道表示式研究原子的核外电子在原子轨道中的排布。
1、用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连。
2、各轨道按照离核由近到远，从左到右依次排列，且在方框的下方用能级符号表示轨道所属能级。
3、用箭头表示处于特定自旋方向的电子。
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Al
↑
02
泡利原理
电子排布的轨道表示式
常用轨道表示式研究原子的核外电子在原子轨道中的排布。
↑↓
1s 2s 2p 3s 3p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Al
↑
电子对
单电子(或未成对电子)
箭头同向的单电子称自旋平行。
↑
↑
2p
02
泡利原理
同一个原子轨道:
只有一个电子
2
1
B
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
电子对
自旋方向相反的一对电子
单电子
B 原子中: 有 对电子对，有 个单电子。
电子排布的轨道表示式
02
泡利原理
电子排布的轨道表示式
有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
3
5
B
1s
↑
↑↓
↑↓
2s
2p
轨道数
电子数
1、 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，称为洪特规则。
2p3的电子排布为 ：
1、洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子，
2、洪特规则适用于电子填入简并轨道，并不适用于电子填入能量不同的轨道。
2p
↑
↑
↑
2p
↑
↓
↑
2p
↑
↑↓
不能为 ：
洪特
↑↓
1s 2s 2p
↑↓
↑↓
↑↓
↑↓
Na+
1s22s22p6
Na+
二.洪特规则
怎么填
2p4的电子排布为
不能为
↑↓ ↑ ↓
↑↓ ↑↓
2p
使用范围
03
洪特规则
洪特规则特例*
能量相同的简并轨道在______、_____和_______条件时，体系能量较低，原子较稳定。
光谱实验发现
3d 4s
↑↓
Cr
↑
↑
↑
↑
3d 4s
↑
Cr
↑
↑
↑
↑
↑
只有一组全满的简并轨道
有两组半满的简并轨道
全满
半满
全空
半充满状态
√
能量最低原理
04
整个原子的能量由____________、____________和 ___________三个因素共同决定。
能量最低原理
核电荷数
电子数
电子状态
在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低。
能量最低
04
能量最低原理
① 相邻能级能量相差很大时，电子填入能量较低的能级可使原子能量最低。如所有主族元素的基态原子。
② 当相邻能级能量差别不大时，有1-2个电子填入能量稍高的能级可能反而降低电子的排斥能，进而使原子整体能量最低。如所有副族元素的基态原子。
感谢观看
THANK YOU