原子结构电子云与原子轨道
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原子结构电子云与原子轨道
原子结构电子云与原子轨道原子是最小的化学物质单位。
原子包括原子核和电子，其中原子核带有正电荷，而电子带有负电荷。
原子的结构可以通过电子在原子中所处的能层和轨道描述。
在本文中，我们将讨论原子结构中的电子云和原子轨道。
电子云电子云是指电子在原子中所处的空间区域。
电子云的密度表示了电子在该空间区域中出现的可能性。
在量子力学的框架下，电子云是由波函数描述的。
波函数是一种数学函数，用于描述粒子在空间中的波动性。
在原子中，电子的波函数描述了其在空间中的可能位置和能级。
电子云密度的模型是根据波函数的平方值而得到的。
这个平方值称为电子云密度或电子概率密度，它表示了在任何一点上找到电子的可能性。
电子云的形状与原子的构成有关。
在一些原子中，电子云形成球形电子云；在其他原子中，电子云呈现出不同的形状，如环形、叶形和球形等。
电子云的大小也是有限的，它与电子运动的能量有关。
正如我们所知道的，电子具有粒子和波动性质。
根据波特性，电子在原子的不同能层中徘徊。
这种徘徊表现为电子云的不同形态。
例如，在第一能层（n=1）中，电子云呈现出球形；在第二能层（n=2）中，电子云形成一个球形和一个极端扁平化的环形；在第三层中，电子云通过三个不同的轨道呈现出多种形态。
电子云位于原子的各个轨道中。
原子中最外层的电子称为价电子，因为它们决定原子的化学性质。
价电子的云形状最为复杂，其运动也是最为活跃的，因为它们与其他原子进行化学化合。
原子轨道原子轨道是描述电子在原子中运动的概念。
原子轨道的形状是由波函数定义的。
波函数是原子轨道的物理概念，它描述了电子在原子内运动的可能位置和概率密度分布。
根据波函数模型，原子轨道的形状可以确定，因为它们代表了电子在原子内出现的可能性。
原子轨道通常分为s，p，d和f类型。
s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是双埃姆多平面的，d轨道的形状是菱形面的，f轨道的形状与d轨道相似。
每种类型的原子轨道都包含不同数量的电子，它们描述了不同的电子排布方式。
化学人教版(2019)选择性必修2 1.1.2电子云和原子轨道(共23张ppt)
该处的体积
小点越密，表明概率密度越大。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
电子云图难绘制
电子云轮廓图
电子云轮廓图： 把电子在原子核外空间出现概率P= 90% 的空间圈出来。
01 电子云与原子轨道
1、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。
A．s和p的原子轨道形状相同 C
B．每个p都有6个原子轨道 C．s能级的原子轨道半径与电子层数有关 D． 同一电子层p的原子轨道能量不相等
课堂练习
6．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确
的是（ D ）
A．p能级有3个轨道 B．s电子云轮廓图为球形 C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定 D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同
01 电子云与原子轨道
氢原子的五次瞬间照相
5 张照片 叠印
100 张照片 叠印
1 000 张照 片叠印
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
看上去好像一片带负电的云雾 笼罩在原子核周围 电子云
01 电子云与原子轨道
1、电子云
玻尔模型
电子云模型
电子在_线__性___轨__道__上绕核运行
宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？
核外电子的运动
01 电子云与原子轨道
核外电子运动有何特点?
宏观物体
电子
质量
很大
很小速度Leabharlann 较慢很快(接近光速)
空间
大
极小
轨迹
可描述 （画图或函数描述）
小点越密，表明概率密度越大。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
电子云图难绘制
电子云轮廓图
电子云轮廓图： 把电子在原子核外空间出现概率P= 90% 的空间圈出来。
01 电子云与原子轨道
1、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。
A．s和p的原子轨道形状相同 C
B．每个p都有6个原子轨道 C．s能级的原子轨道半径与电子层数有关 D． 同一电子层p的原子轨道能量不相等
课堂练习
6．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确
的是（ D ）
A．p能级有3个轨道 B．s电子云轮廓图为球形 C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定 D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同
01 电子云与原子轨道
氢原子的五次瞬间照相
5 张照片 叠印
100 张照片 叠印
1 000 张照 片叠印
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
看上去好像一片带负电的云雾 笼罩在原子核周围 电子云
01 电子云与原子轨道
1、电子云
玻尔模型
电子云模型
电子在_线__性___轨__道__上绕核运行
宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？
核外电子的运动
01 电子云与原子轨道
核外电子运动有何特点?
宏观物体
电子
质量
很大
很小速度Leabharlann 较慢很快(接近光速)
空间
大
极小
轨迹
可描述 （画图或函数描述）
高二化学原子轨道与电子云模型
高二化学原子轨道与电子云模型原子轨道和电子云模型是化学中描述原子结构和电子分布的理论模型。
原子轨道是根据量子力学的原理而提出的，用来描述电子在原子中的能态和运动状态；而电子云模型则是一种更直观的解释，用来描述电子在原子周围的空间分布。
原子轨道是量子力学中描述电子运动的概念。
根据波粒二象性理论，电子既可以被看作粒子，也可以被看作波动。
在原子轨道理论中，将电子看作是在原子核周围沿着特定轨道运动的粒子。
这些轨道被分为不同的能级，每个能级可以容纳一定数量的电子。
简单来说，原子轨道就是描述不同能级上电子所处位置和能量的数学函数，一般用符号s、p、d、f表示。
电子云模型是一种更为直观的描述电子分布的方法。
根据电子云模型，电子不再被看作粒子，在原子核的周围形成一种云状的分布。
这个云状分布代表了电子在不同位置上被发现的概率。
在电子云模型中，电子云越密集的地方，电子存在的概率就越大；相反，电子云越稀疏的地方，电子存在的概率就越小。
原子轨道和电子云模型相互补充，共同描述了电子在原子中的运动和分布。
根据量子力学的原理，每个原子能级上的原子轨道和电子云形状是确定的，而电子的具体位置和能量则是不确定的。
这种不确定性被称为不确定性原理，它是量子力学理论的核心内容。
在原子轨道和电子云模型中，我们可以进一步了解原子中的电子分布规律。
例如，每个能级上的原子轨道数量是有限的，按照一定的顺序填充电子。
八个电子以内的原子，按照2-6-8规则填充电子；超过八个电子的原子，则需要考虑到各种复杂情况。
此外，原子轨道和电子云模型还能解释原子的化学性质和反应性，以及通过改变原子轨道和电子云分布来实现化学反应的机理等。
总的来说，原子轨道和电子云模型是化学中描述原子结构和电子分布的基本理论模型。
它们通过数学函数和图形模型的方式，让我们更好地理解和解释原子中电子的行为和特性。
通过深入研究原子轨道和电子云模型，我们可以揭示物质的微观世界，为化学领域的发展做出更多的贡献。
1.1.3电子云和原子轨道,泡利原理、洪特规则、能量最低原理
4p 4d 4f
······
表1-2 不同能层的能级、原子轨道
原子 轨道数
1 1 3
1 3 5 1 3 5 7 ······
原子轨道符号
1s
2s 2px、2py、2pz
3s 3px、3py、3pz
······ 4s
4px、4py、4pz ······ ······ ······
原子轨道的形状和取向
形状 球形
基态是能量最低的状态。在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量 最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 2.实际上，整个原子的能量是由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同 决定。 3.相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最 低；但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 反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如所有副族元素的基态 原子。
总之，基态原子的核外电子排布遵循泡利原理，洪特规则和能量最低原理。
思考与讨论
1.为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？ 后者不符合泡利原理
2.为什么基态氮原子的电子轨道表示式是 1s 2s
2p ，而不是
1s 2s
Байду номын сангаас2p
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ？
后都不符合洪特规则
1.什么是电子自旋 ?
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭 头(“↑”“↓” )表示自旋相反的电子。 2.什么是泡利原理(1925年)？
在一个原子轨道里，最多只能容纳 2个电子，它们的自旋相反，这个原理 被称为泡利原理（也称泡利不相容原 理）。
电子自旋
······
表1-2 不同能层的能级、原子轨道
原子 轨道数
1 1 3
1 3 5 1 3 5 7 ······
原子轨道符号
1s
2s 2px、2py、2pz
3s 3px、3py、3pz
······ 4s
4px、4py、4pz ······ ······ ······
原子轨道的形状和取向
形状 球形
基态是能量最低的状态。在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量 最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 2.实际上，整个原子的能量是由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同 决定。 3.相邻能级能量相差很大时，电子填入能量低的能级即可使整个原子能量最 低；但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 反而降低电子排斥能，进而使原子整体能量最低。例如所有副族元素的基态 原子。
总之，基态原子的核外电子排布遵循泡利原理，洪特规则和能量最低原理。
思考与讨论
1.为什么基态氦原子的电子排布是1s2而不是1s12s1？ 后者不符合泡利原理
2.为什么基态氮原子的电子轨道表示式是 1s 2s
2p ，而不是
1s 2s
Байду номын сангаас2p
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ？
后都不符合洪特规则
1.什么是电子自旋 ?
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭 头(“↑”“↓” )表示自旋相反的电子。 2.什么是泡利原理(1925年)？
在一个原子轨道里，最多只能容纳 2个电子，它们的自旋相反，这个原理 被称为泡利原理（也称泡利不相容原 理）。
电子自旋
2021年化学人教版选修3课件：1-1-2 电子云和原子轨道
【提示】 电子云表示电子在核外空间某处出现的概率分 布，不代表电子的运动轨迹，小黑点也并不代表电子。
【解析】 电子云表示电子在核外某一区域出现的概率密度 分布，故 A 项错误；原子轨道是电子出现概率为 90%的电子云 空间，这只是表明电子在这一空间区域内出现的机会大，在此空 间区域外出现的机会少，故 B 项错误；无论能层序数 n 如何变化， 每个 p 能级都有 3 个原子轨道且相互垂直，故 C 项错误；电子 的能量越高，电子在离核更远的区域出现的机会越大，电子云将 向更大的空间扩展，原子轨道半径会逐渐增大。
2．一般规律 (1)在元素周期表中有如下一般规律：第ⅠA、ⅢA、ⅦA 族 三个主族元素的基态原子核外存在着 1 个未成对电子，第ⅣA、 ⅥA 族两个主族元素的基态原子核外存在着 2 个未成对电子， 第ⅤA 族元素的基态原子核外存在着 3 个未成对的 p 电子，而 第ⅡA 和 0 族元素都不存在未成对电子。 (2)副族和第Ⅷ族元素可通过核外电子排布式进行判断，其 中特别要注意的是铬和铜两种元素，铬的基态原子存在着 6 个 未成对电子，而不是 4 个。铜的基态原子存在着 1 个未成对 s 电子而不是 d 电子。
一、电子云 1．概念 一定时间间隔内电子在原子核外出现 2．电子云轮廓图的制作
概率 的分布图。
3 ． 电 子 云 图 中 黑 点 不 代 表 一个电子 ， 每 个 黑 点 表 示 电子出现过一次 。
4．黑点疏密的程度表示了电子 在原子核外出现的概率 的 大小。点疏的地方表示电子 在那里出现的概率小 ，点密集的 地方表示电子 在那里出现的概率大 。
三、泡利原理和洪特规则 1．泡利原理 在任何一个原子里，不可能有运动状态完全相同的两个电 子。一个轨道最多只能容纳 两 个电子，而且自旋方向 相反 。
课件3：1.1.2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
用光谱仪摄取 得到各种元素的电子的 吸收光谱或发射光谱
可利用原子光谱上的特征谱线来鉴 定元素，称为光谱分析
原子光谱图
锂、氦、汞的原子光谱图
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误
x1）1s22p1属于基态；
x2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
√3）1s22s2 2p63d1属于激发态；
本节内容结束
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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 第2课时 原子的基态与激发态、
电子云与原子轨道
1．基态原子与激发态原子
处于最低能量的原子叫做基态原子
当基态原子的电子吸收能量后， 电子会跃迁到较高能级，变成 激发态原子
碳原子吸收能量后由基态变为激发态
同一能级上的电子的能量相同
（放热）
不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或释放不同的能量 表现为光的形式
五、电子云
• 并不真实存在 • 只表示电子出现的几率 • 离核越远，电子云的密度越小（说明电子
出的原子轨道是___球_____形的， 能层序数越大，原子轨道的 _半__径__越_大__。
P的原子轨道是__纺__锤____形的，每个P能
级有___3____个轨道，它们互相垂直，分别 以___P_x _、___P_y__、___P_z___为符号。P原子 轨道的平均半径也随能层序数增大而_增__大__。
x4）1s22s2 2p63p1属于基态；
核外电子运动的特点： ①___质__量__极__小_ ②_运__动__空__间__极__小_
③_极__高__速__运__动________
因此，电子运动不能用牛顿运动定 律来描述，只能用__统__计__的观点来描述。 我们不可能像描述宏观运动物体那样， 确定某个时刻的电子会在哪里？ _只__知__它__在__原__子__核__外__各__处__出__现__的__概。率
可利用原子光谱上的特征谱线来鉴 定元素，称为光谱分析
原子光谱图
锂、氦、汞的原子光谱图
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误
x1）1s22p1属于基态；
x2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
√3）1s22s2 2p63d1属于激发态；
本节内容结束
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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 第2课时 原子的基态与激发态、
电子云与原子轨道
1．基态原子与激发态原子
处于最低能量的原子叫做基态原子
当基态原子的电子吸收能量后， 电子会跃迁到较高能级，变成 激发态原子
碳原子吸收能量后由基态变为激发态
同一能级上的电子的能量相同
（放热）
不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或释放不同的能量 表现为光的形式
五、电子云
• 并不真实存在 • 只表示电子出现的几率 • 离核越远，电子云的密度越小（说明电子
出的原子轨道是___球_____形的， 能层序数越大，原子轨道的 _半__径__越_大__。
P的原子轨道是__纺__锤____形的，每个P能
级有___3____个轨道，它们互相垂直，分别 以___P_x _、___P_y__、___P_z___为符号。P原子 轨道的平均半径也随能层序数增大而_增__大__。
x4）1s22s2 2p63p1属于基态；
核外电子运动的特点： ①___质__量__极__小_ ②_运__动__空__间__极__小_
③_极__高__速__运__动________
因此，电子运动不能用牛顿运动定 律来描述，只能用__统__计__的观点来描述。 我们不可能像描述宏观运动物体那样， 确定某个时刻的电子会在哪里？ _只__知__它__在__原__子__核__外__各__处__出__现__的__概。率
高三化学电子云与原子轨道PPT课件
则以及原子结构之间的关系，充分认识结构决定性质的化 学基础 • 四、教具准备 • 多媒体
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态； 3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；
①已知核外电子数目先按照能量最低原 理从1s排起
②其间应考虑是否需应用泡利原理和洪 特规则，特别是要求画外围轨道表示式
③最后考虑是否需要应用量子力学关于 全空、半充满、全充满的排布规定，如 Cr、Cu等原子
；托管班加盟 托管所加盟 午托班加盟 学生托管所；
2．p电子云/原子轨道的形状是纺锤形 （或称为哑铃形），其伸展方向是互向 垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。
P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大
科学探究
观察图1-14，这些图称为原子的 电子轨道表示式
1．每个原子轨道最多只能容纳几
个电子？
2．当电子排在同一个能级内时， 有什么规律？
★核外电子排布规则: 1.能量最低原理
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
五、电子云与原子轨道
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：
• 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：
电子的质量很小，只有9.11×10-31 千克；
核外电子的运动范围很小（相对于
宏观物体而言）；
测不准
电子的运动速度很大；
1、电子云
图中 表示原子核，一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
➢小黑点的疏密表示电子在核外空间 单位体积内出现的概率的大小。
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态； 3）1s22s2 2p63d1属于激发态； 4）1s22s2 2p63p1属于基态；
①已知核外电子数目先按照能量最低原 理从1s排起
②其间应考虑是否需应用泡利原理和洪 特规则，特别是要求画外围轨道表示式
③最后考虑是否需要应用量子力学关于 全空、半充满、全充满的排布规定，如 Cr、Cu等原子
；托管班加盟 托管所加盟 午托班加盟 学生托管所；
2．p电子云/原子轨道的形状是纺锤形 （或称为哑铃形），其伸展方向是互向 垂直的三个方向（Px、Py、Pz）。
P电子原子轨道半径同样随着n增大而增大
科学探究
观察图1-14，这些图称为原子的 电子轨道表示式
1．每个原子轨道最多只能容纳几
个电子？
2．当电子排在同一个能级内时， 有什么规律？
★核外电子排布规则: 1.能量最低原理
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
五、电子云与原子轨道
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：
• 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：
电子的质量很小，只有9.11×10-31 千克；
核外电子的运动范围很小（相对于
宏观物体而言）；
测不准
电子的运动速度很大；
1、电子云
图中 表示原子核，一个小黑点代表 电子在这里出现过一次
➢小黑点的疏密表示电子在核外空间 单位体积内出现的概率的大小。
1.1.3电子云原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二化学人教版选择性必修2
能级
原子 轨道数
s ……1 p ……3 d ……5 f ……7
原子轨道 表示方法
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
泡利原理：在一个原子轨道里,最多只能容纳__2_个电 子，它们的自旋方向__相__反___，用“__↓_↑____”表示。
顺时针、逆时针
√
注：一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子
概率密度：
一定空间运动状态的电子在核外空间各处都有可能出现，但出现的概率 不同
P表示电子在某处出现的概率
V表示该处的体积
概率密度：ρ=
P V
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
电子云：
由于核外电子的概率密度分布看起来像一片 云雾，因而被形象地称为电子云
电子云：电子在原子核外空间概率密度分布的 形象描述。
（方向性）分别以Px , Py , PZ表示。
注：不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；相同能 层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同 。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 P能级的原子轨道图
哑铃形
电子云 原子轨道 泡利原理 d能级的5个原子轨道：花瓣形
波尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
宏观物体的运动
微观粒子的运动
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在 线性轨道 上绕核运 行。
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。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
z
x
y
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 s能级的原子轨道图
电子云与原子轨道
材料结构优化
电子云和原子轨道理论可以用来优化材料的结构，如合金的结构、晶体ຫໍສະໝຸດ 结构等，从而提高材料的性能和稳定性。
03
材料表面与界面研究
电子云和原子轨道理论可以用来研究材料表面和界面的性质，如表面吸
附、表面重构、界面相互作用等，从而为材料表面的改性和界面工程提
供理论支持。
在生物学中的应用
生物大分子结构研究
预测分子的几何结构和性质
电子云和原子轨道理论可以用来预测分子的几何结构和性 质，如分子的形状、极性、光谱性质等，从而为分子设计 和合成提供理论支持。
在材料科学中的应用
01
材料性质预测
电子云和原子轨道理论可以用来预测材料的性质，如导电性、光学性质、
磁学性质等，从而为新材料的发现和应用提供理论支持。
02
能级
排布
原子轨道的能级由主量子数n、角量 子数l和磁量子数m共同决定。
电子按照能量从低到高的顺序填充到 各个原子轨道中，形成电子云。
能级从低到高依次为
s、p、d、f等，同一能级的不同轨道 称为简并轨道。
原子轨道的形状和取向
形状
根据主量子数n和角量子数l的不 同，原子轨道有不同的形状，如s 轨道为球形，p轨道为哑铃形，d 轨道为花瓣形等。
05 电子云与原子轨道的未来 发展
高精度计算方法的发展
密度泛函理论
随着计算能力的提升，密度泛函理论在电子云和原子轨道计算中 的应用将更加广泛，能够更精确地描述电子结构和性质。
多尺度模型
结合不同尺度的模型和方法，如量子力学、分子力学和经典力学， 以更全面地描述复杂体系的电子云和原子轨道行为。
机器学习和人工智能
电子云的交叠与屏蔽效应
电子云交叠是指不同原子或分子的电 子云在空间某处相互重叠，这会导致 电子的相互作用增强，从而影响原子 的化学性质和分子的稳定性。
电子云与原子轨道
原子结构——电子云与原子轨道 原子结构——电子云与原子轨道 ——
一、电子云轮廓图----原子轨道 电子云轮廓图 原子轨道
S能级的原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
S能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的 能级的原子轨道是球形对称的. * S能级的原子轨道是球形对称的. 能层序数n越大, * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
P能级的原子轨道
z
z
z
Байду номын сангаасy x
x
y
x
y
P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个 能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3 原子轨道,它们相互垂直,分别以P 表示. 原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合 能级的3个原子轨道P 在一起的情形. 在一起的情形.
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则
能量最低原理
思考与交流
从元素周期表中查出铜的外围电 子排布，它是否符合构造原理。 子排布，它是否符合构造原理。 当一个能级上的电子填充达到全 充满， 充满，半充满或全空时是一种稳定 状态，使得体系的能量较低。 状态，使得体系的能量较低。这就 是洪特规则的第二条。 是洪特规则的第二条。
2、举例说明洪特规则： 举例说明洪特规则：
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 总是首先单独占一个轨道（ 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。 ），而且自旋方向相同 的轨道），而且自旋方向相同。
原子的电子排布图 铁原子的轨道表示式
泡利原理
以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 以下是表示铁原子的3种不同化学用语。
一、电子云轮廓图----原子轨道 电子云轮廓图 原子轨道
S能级的原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
S能级的原子轨道图
S能级的原子轨道是球形对称的 能级的原子轨道是球形对称的. * S能级的原子轨道是球形对称的. 能层序数n越大, * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
P能级的原子轨道
z
z
z
Байду номын сангаасy x
x
y
x
y
P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个 能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3 原子轨道,它们相互垂直,分别以P 表示. 原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合 能级的3个原子轨道P 在一起的情形. 在一起的情形.
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则
能量最低原理
思考与交流
从元素周期表中查出铜的外围电 子排布，它是否符合构造原理。 子排布，它是否符合构造原理。 当一个能级上的电子填充达到全 充满， 充满，半充满或全空时是一种稳定 状态，使得体系的能量较低。 状态，使得体系的能量较低。这就 是洪特规则的第二条。 是洪特规则的第二条。
2、举例说明洪特规则： 举例说明洪特规则：
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 当电子排布在同一能级的不同轨道时， 总是首先单独占一个轨道（ 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。 ），而且自旋方向相同 的轨道），而且自旋方向相同。
原子的电子排布图 铁原子的轨道表示式
泡利原理
以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 以下是表示铁原子的3种不同化学用语。
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什么关系？ 2n2
2.不同的能层分别有多少个能级，与能 层的序数（n）之间存在什么关系？
3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的 最多电子数是否相同？
小结：
①每个能层(n)中，能级符号的顺序
是_n__s_、__n_p_、__n__d_、__n_f_…__…______
②任一能层，能级数=____能__层__序______数 ③ s 、 p 、 d 、 f…… 可 容 纳 的 电 子 数 依 次 是 ___2___6___1_0___1_4__________
1s 2s 2p
3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。
d轨道电子分布和自旋情况正确的是（BDF）
4.补充规则
全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0）
半充满（p3，d5，f7）
1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
二、能层与能级
1、 什么叫能层？
在含有多个电子的原子里, 电子分别在能量不同的区 域内运动,这种不同的区域 称为电子层(n)即能层
3
符号 K L M
最多 电子
数
2 8 18
4 5 …n N O…
32 50
2n2
离核近
能量 低
能级：(电子亚层）
在多电子原子中，同一能层的 电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级．
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则
能量最低原理
画出24Cr 的轨道排布式
↑↑ ↑ ↑ ↑
↑
4s1
3d5
↑↑↑↑
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
3d4
↑↓
4s2
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
3s2
3p6
↑↓
2p6
2s2 1s2
洪特规则的特例：
在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3， d5，f7）全空时(p0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较 大的稳定性。
第一章
原
子 结
第 一
构节
知识回顾
原子的 A X
组成
Z
质子 原子核
中子 核外电子
核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+中子数
核外电子的分层排布规律:
（1）先排能量低的电子层，由里往外再排能 量高的电子层。
（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。
（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层 时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层 不超过32个。
（s、p、d、f)
2.各能层所包含的能级类型及各 能层、能级最多容纳的电子数
能层(n) 一 二
三
四 五六七
符号 K L
M
N
OP Q
能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ······
最多容 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ······
纳的电
子数 2 8
2.泡利不相容原理──每个原子轨道 最多只能容纳两个电子，且自旋方 向必须相反
He原子的核外电子排布 ↑↓
3.洪特规则-----电子在等价轨道上排布时， 总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向 相同
N原子的核外电子排布 ↑↓
↑↑↑
↑↓
课堂练习
用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的. * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
S能级的原子轨道图
所有的S能级原子轨道都是 ＿球形的， 能层序数越大原子轨道的半径 S能层只有＿1个轨道
P能级的原子轨道
z
z
z
y
y
y
x
x
x
* P能级的原子轨道是
哑铃型的,每个P能级有
3个原子轨道,它们相互
• 没有固定的轨迹
核外电子运动状态的描述
五、电子云与原子轨道 电子云的演示
电子云：描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一
个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。
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
原子轨道：电子云的轮廓图（90%）
2.某元素的原子，3p能级有两个未 成对电子，则该原子可能是？
3.当碳原子的核外电子排布由
转变为
时，下列说法正确的是：
AC
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C .碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境释放能量
基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布 的方式正确的是
A
垂直,分别以Px,Py,PZ 表示. 这三个轨道的能
量相等
d能级的原子轨道
d能级的原子轨道有 个5.
能级与原子轨道数和容纳电子数的关系
能级 s p
d
f
最多容 纳的电
1×2
3×2
子数
原子轨 1 3
道数
5×2 7×2 57
一个原子轨道最多容纳
个电子
四 核外电子排布规则
1.最低能量原理──电 子在原子轨道上的排 布，要尽可能使电子 的能量最低。
18
32
2n2
能级数=能层序数
• 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 nf……（n代表能层）
• 任意能层总是从s能级开始，且能级数=该能层 序数。
例如第三能层有 3 能级，分别是3s 3p 3d。
• 以s、p、d、f……各能级最多容纳的电子数依 次为1、3、5、7……的2倍。
学与问
1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（n）之间存在
•结构示意图：能直观地反映核内的质子数和 核外的电子层数及各能层上的电子数。
•电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 能级和各能级上的电子数。
•轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图
铁原子电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2
电子云与原子轨道
太阳
宏观物体的运动特征
• 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。
H原子结构模型
电子的运动 特征与行星 相同吗？
微观物体的运动特征：
• 电子的质量很小，只有9.11×1031千克；
• 相对于宏观物体而言核外电子的 运动范围很小；
• 电子的运动速度很大； 测不准
3d
铁原子电子排布图 4S 3P
（轨道表示式） 3S
2P 2S 1S
★核外电子排布规则: 1.能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的 能量处于最低状态
2.泡利不相容原理
一个原子轨道最多容 ↑↓ 纳2个电子，而且自旋 方向相反。
思考：写出Ne原子的轨道表示式 1s 2s 2p
那么O原子的轨道表示式 怎么写呢？
B
C
D
基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共
有
A．1种
B．2种
C．3种
D．8种
科学探究
1 为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的 2 每个轨道最多能填几个电子
3 填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系
4 电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序
谢谢指 导
2.不同的能层分别有多少个能级，与能 层的序数（n）之间存在什么关系？
3.英文字母相同的不同能级中，所容纳的 最多电子数是否相同？
小结：
①每个能层(n)中，能级符号的顺序
是_n__s_、__n_p_、__n__d_、__n_f_…__…______
②任一能层，能级数=____能__层__序______数 ③ s 、 p 、 d 、 f…… 可 容 纳 的 电 子 数 依 次 是 ___2___6___1_0___1_4__________
1s 2s 2p
3.洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时， 总是首先单独占一个轨道（即分占不同 的轨道），而且自旋方向相同。
d轨道电子分布和自旋情况正确的是（BDF）
4.补充规则
全充满（p6，d10，f14）
相对稳定的状态 全空时（p0，d0，f0）
半充满（p3，d5，f7）
1.写出24Cr 、29Cu的电子排布式和 轨道表示式
二、能层与能级
1、 什么叫能层？
在含有多个电子的原子里, 电子分别在能量不同的区 域内运动,这种不同的区域 称为电子层(n)即能层
3
符号 K L M
最多 电子
数
2 8 18
4 5 …n N O…
32 50
2n2
离核近
能量 低
能级：(电子亚层）
在多电子原子中，同一能层的 电子的能量也可能不同，可以 将它们分为不同的能级．
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
洪特规则
能量最低原理
画出24Cr 的轨道排布式
↑↑ ↑ ↑ ↑
↑
4s1
3d5
↑↑↑↑
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
3d4
↑↓
4s2
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
3s2
3p6
↑↓
2p6
2s2 1s2
洪特规则的特例：
在等价轨道的全充满（p6，d10，f14）、半充满（p3， d5，f7）全空时(p0,d0,f0)的状态，具有较低的能量和较 大的稳定性。
第一章
原
子 结
第 一
构节
知识回顾
原子的 A X
组成
Z
质子 原子核
中子 核外电子
核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+中子数
核外电子的分层排布规律:
（1）先排能量低的电子层，由里往外再排能 量高的电子层。
（2）每一层最多容纳电子数：2n2个。
（3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层 时不超过2个）。 （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层 不超过32个。
（s、p、d、f)
2.各能层所包含的能级类型及各 能层、能级最多容纳的电子数
能层(n) 一 二
三
四 五六七
符号 K L
M
N
OP Q
能级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f ······
最多容 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 ······
纳的电
子数 2 8
2.泡利不相容原理──每个原子轨道 最多只能容纳两个电子，且自旋方 向必须相反
He原子的核外电子排布 ↑↓
3.洪特规则-----电子在等价轨道上排布时， 总是尽可能分占不同的轨道，且自旋方向 相同
N原子的核外电子排布 ↑↓
↑↑↑
↑↓
课堂练习
用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的. * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
S能级的原子轨道图
所有的S能级原子轨道都是 ＿球形的， 能层序数越大原子轨道的半径 S能层只有＿1个轨道
P能级的原子轨道
z
z
z
y
y
y
x
x
x
* P能级的原子轨道是
哑铃型的,每个P能级有
3个原子轨道,它们相互
• 没有固定的轨迹
核外电子运动状态的描述
五、电子云与原子轨道 电子云的演示
电子云：描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一
个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。
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
原子轨道：电子云的轮廓图（90%）
2.某元素的原子，3p能级有两个未 成对电子，则该原子可能是？
3.当碳原子的核外电子排布由
转变为
时，下列说法正确的是：
AC
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C .碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境释放能量
基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布 的方式正确的是
A
垂直,分别以Px,Py,PZ 表示. 这三个轨道的能
量相等
d能级的原子轨道
d能级的原子轨道有 个5.
能级与原子轨道数和容纳电子数的关系
能级 s p
d
f
最多容 纳的电
1×2
3×2
子数
原子轨 1 3
道数
5×2 7×2 57
一个原子轨道最多容纳
个电子
四 核外电子排布规则
1.最低能量原理──电 子在原子轨道上的排 布，要尽可能使电子 的能量最低。
18
32
2n2
能级数=能层序数
• 每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 nf……（n代表能层）
• 任意能层总是从s能级开始，且能级数=该能层 序数。
例如第三能层有 3 能级，分别是3s 3p 3d。
• 以s、p、d、f……各能级最多容纳的电子数依 次为1、3、5、7……的2倍。
学与问
1.原子核外电子的每一个能层最多可容 纳的电子数与能层的序数（n）之间存在
•结构示意图：能直观地反映核内的质子数和 核外的电子层数及各能层上的电子数。
•电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、 能级和各能级上的电子数。
•轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及 各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
4、以下是表示铁原子的3种不同化学用语。 铁原子结构示意图
铁原子电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2
电子云与原子轨道
太阳
宏观物体的运动特征
• 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。
H原子结构模型
电子的运动 特征与行星 相同吗？
微观物体的运动特征：
• 电子的质量很小，只有9.11×1031千克；
• 相对于宏观物体而言核外电子的 运动范围很小；
• 电子的运动速度很大； 测不准
3d
铁原子电子排布图 4S 3P
（轨道表示式） 3S
2P 2S 1S
★核外电子排布规则: 1.能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理使整个原子的 能量处于最低状态
2.泡利不相容原理
一个原子轨道最多容 ↑↓ 纳2个电子，而且自旋 方向相反。
思考：写出Ne原子的轨道表示式 1s 2s 2p
那么O原子的轨道表示式 怎么写呢？
B
C
D
基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共
有
A．1种
B．2种
C．3种
D．8种
科学探究
1 为什么画出的方框（轨道）是参差不齐的 2 每个轨道最多能填几个电子
3 填在同一个轨道中的电子的运动方向有何关系
4 电子在填充轨道时遵循怎样的先后顺序
谢谢指 导