电子云与原子轨道 PPT
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第二课电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理【新】人教版高中化选择性必修PPT课件
-11-
探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
2.s能级和p能级的原子轨道的对比
能级
s
p
课堂篇素养提升
轨道图形
轨道形状 轨道数目 最多容纳电子数
相同点
球形
哑铃形
1
3(空间相互垂直)
2
6
①均以原子核为对称中心
②原子轨道的平均半径分别随能层数增大而
增大,且同种能级符号的原子轨道形状相似
-12-
课堂篇素养提升
探究1
知识铺垫
必备知识
正误判断
课前篇素养初探
1.核外电子是分层排布的,在离核较近的区域运动的电子能量较低, 在离核较远的区域运动的电子能量较高。 2.原子核外电子排布有以下规律 (1)原子核外第n层最多容纳的电子数为2n2个。 (2)最外层中的电子数最多只有8个(K层最多只有2个)。 (3)次外层电子数不超过18个。 (4)倒数第三层电子数不超过32个。
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课堂篇素养提升
探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1如图是2pz原子轨道电子云形状的示意图,请观察图示并判断 下列说法中不正确的是( )
A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称 B.s电子的电子云形状是球形对称的
C.电子先沿z轴正半轴运动,然后再沿负半轴运动
D.2pz原子轨道形状为哑铃形 答案:C
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知识铺垫
必备知识
正误判断
课前篇素养初探
2.泡利原理、洪特规则、能量最低原理 (1)泡利原理。 在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋相反,常用上下 箭头(↑和↓)表示。 (2)洪特规则。 基态原子中,填入简并轨道(能量相同的原子轨道)的电子总是先 单独分占,且自旋平行,称为洪特规则。
原子核外电子的轨道形状课件
原子核外电子的运动特征
原子核外电子的轨道形状
一、电子云
注意： A.小黑点的含义 B.小黑点疏密的含义 C.H原子电子云的形状
原子核外电子的轨道形状
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。
电子云密度大的地方说明电子出现的机 会多，而电子云密度小的地方说明电子出 现的机会少。
3.各原子轨道的能量高低： 多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子 轨道能量的高低存在如下规律：
(1)相同电子层上原子轨道能量的高低：
ns < np < nd < (2)形n状f 相同的原子轨道能量的高低：
1s < 2s < 3s < 4s…… (3)电子层和形状相同的原子轨道的能量相 等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。
原子核外电子的轨道形状
二 核外电子的排布 分层排布
电子层： K L M N O P Q
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1234567 K LMNOPQ
原子核外电子的轨道形状
排布规律（一低四不超） （1）能量最低原理 （2）各层最多容纳2n2 个电子 （3）最外层不超过8个（K层2个） （4）次外层不超过18个，倒数第
s轨道：球形
原子核外电子的轨道形状
p轨道：纺锤形
原子核外电子的轨道形状
1、原子轨道的特点
①s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的； ②S轨道是球形对称的，所以只有1个轨道； ③p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所 以p轨道包括px、py、pz3个轨道； ④d轨道有5个伸展方向（5个轨道）
三层不超过32个。 相互制约，相互联系
原子核外电子的轨道形状
一、电子云
注意： A.小黑点的含义 B.小黑点疏密的含义 C.H原子电子云的形状
原子核外电子的轨道形状
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。
电子云密度大的地方说明电子出现的机 会多，而电子云密度小的地方说明电子出 现的机会少。
3.各原子轨道的能量高低： 多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子 轨道能量的高低存在如下规律：
(1)相同电子层上原子轨道能量的高低：
ns < np < nd < (2)形n状f 相同的原子轨道能量的高低：
1s < 2s < 3s < 4s…… (3)电子层和形状相同的原子轨道的能量相 等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。
原子核外电子的轨道形状
二 核外电子的排布 分层排布
电子层： K L M N O P Q
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1234567 K LMNOPQ
原子核外电子的轨道形状
排布规律（一低四不超） （1）能量最低原理 （2）各层最多容纳2n2 个电子 （3）最外层不超过8个（K层2个） （4）次外层不超过18个，倒数第
s轨道：球形
原子核外电子的轨道形状
p轨道：纺锤形
原子核外电子的轨道形状
1、原子轨道的特点
①s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的； ②S轨道是球形对称的，所以只有1个轨道； ③p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向，所 以p轨道包括px、py、pz3个轨道； ④d轨道有5个伸展方向（5个轨道）
三层不超过32个。 相互制约，相互联系
电子云与原子轨道(共9张PPT)
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。
第9页，共9页。
一起的情形.
第3页，共9页。
d
能 级 的 原 子 轨 道
d能级的原子轨道有5个.
第4页，共9页。
二、研究原子结构
1s22s22p63s23p63d64s2
1且、自每旋个方C原向子_轨__道__上__不最。同多能N 容—纳泡___利_2个原电理O 子， 2电d结1当 11电当2P上电21P1从当以Ps当电从结ssss、 能 、 、 、能能能子构电子电的子元电下电子元构2222pS举级举当2222级级级排 示 子排 子 电 排 素 子 是 子 排 素 示ssssd、例的例电的的的2222布意排 布排子布周排表排布周意P2222f说原说子能原原3pppp、式图布 图布数图期布示布式期图个6666明子明排级子子3333d：：在 （在。（表在铁在：表：原ssss能洪轨洪在分轨轨2222能能同 轨同轨中同原同能中能子级3333特道特同别道道直直一 道一道查一子一直查直pppp轨分规有规一有6666是是观观能 表能表出能的能观出观3333道别则则能51纺纺dddd地地级 示级示铜级级地铜地3个、P6666有： ： 级种锤 锤4444反反的式的式的的的反的反.3xssss多时不,形形、2222P映映不 ）不）外不不映外映少有同y的的5核核同 同围同同核围核,、P个什化,,每每Z外内轨 轨电轨轨外电内7轨么学合个个个电的道 道子道道电子的道规用在轨PP子质时 时排时时子排质，律语一能能道的子， ，布，，的布子每？。起级级，能数总 总，总总能，数个的有有每层和是 是它是是层它和轨情33个、核首是、是核___个个道___形轨能外先否能否外___原原上.___道级的单符级符的子子___最___最和电独合和合电轨轨___多多___各子占构各构子道道___能能__能层一造能造层_,,容它它___容级数个原级原数___纳们们___纳轨理理___几相相___的道。。___个互互电___（___电垂垂子___即子直直， ，，数分？,,而 而而分分为占其且 且且别别2不个自自 自自以以同，旋旋 旋旋PP的且方方 方方xx轨,,自PP向向 向向道yy旋怎,,___PP）___方样ZZ___，表表___向？___而示示___相。 。。且..反自。旋方向相同。
分布情况，自旋方向。
第9页，共9页。
一起的情形.
第3页，共9页。
d
能 级 的 原 子 轨 道
d能级的原子轨道有5个.
第4页，共9页。
二、研究原子结构
1s22s22p63s23p63d64s2
1且、自每旋个方C原向子_轨__道__上__不最。同多能N 容—纳泡___利_2个原电理O 子， 2电d结1当 11电当2P上电21P1从当以Ps当电从结ssss、 能 、 、 、能能能子构电子电的子元电下电子元构2222pS举级举当2222级级级排 示 子排 子 电 排 素 子 是 子 排 素 示ssssd、例的例电的的的2222布意排 布排子布周排表排布周意P2222f说原说子能原原3pppp、式图布 图布数图期布示布式期图个6666明子明排级子子3333d：：在 （在。（表在铁在：表：原ssss能洪轨洪在分轨轨2222能能同 轨同轨中同原同能中能子级3333特道特同别道道直直一 道一道查一子一直查直pppp轨分规有规一有6666是是观观能 表能表出能的能观出观3333道别则则能51纺纺dddd地地级 示级示铜级级地铜地3个、P6666有： ： 级种锤 锤4444反反的式的式的的的反的反.3xssss多时不,形形、2222P映映不 ）不）外不不映外映少有同y的的5核核同 同围同同核围核,、P个什化,,每每Z外内轨 轨电轨轨外电内7轨么学合个个个电的道 道子道道电子的道规用在轨PP子质时 时排时时子排质，律语一能能道的子， ，布，，的布子每？。起级级，能数总 总，总总能，数个的有有每层和是 是它是是层它和轨情33个、核首是、是核___个个道___形轨能外先否能否外___原原上.___道级的单符级符的子子___最___最和电独合和合电轨轨___多多___各子占构各构子道道___能能__能层一造能造层_,,容它它___容级数个原级原数___纳们们___纳轨理理___几相相___的道。。___个互互电___（___电垂垂子___即子直直， ，，数分？,,而 而而分分为占其且 且且别别2不个自自 自自以以同，旋旋 旋旋PP的且方方 方方xx轨,,自PP向向 向向道yy旋怎,,___PP）___方样ZZ___，表表___向？___而示示___相。 。。且..反自。旋方向相同。
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 。
1.1.3电子云与原子轨道(教学课件)——高二化学人教版(2019)选择性必修2
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；无法计算电子在某一刻 所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少(概率)。
1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行
1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
如何区分原子是基态还是激发态？
课堂练习1：3px所代表的含义是（D ）
A.px轨道上有3个电子 B.第三电子层px轨道有3个伸展方向 C.px电子云有3个伸展方向 D.第三电子层沿x轴方向伸展的P轨道
课堂练习2：判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
①同一原子中的npx与npy轨道形状相同,半径相同且在空间相互垂直。( √ ) ③电子云图中小黑点密度的大小可表示电子的多少。( × ) ④p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。( × ) ⑤2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( × )
Pz、Py、Px的电子云轮廓图 (x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向) 相似点：p电子云的形状是哑铃状的，同一能层中px、py、pz的能量相同
递变性：能层序数越大，p电子云半径越大
一、电子云
d的电子云轮廓图(五个伸展方向）
f的电子云轮廓图（七个伸展方向）
课堂练习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。
4px、4py、4pz 哑铃形(相互垂直)
2
4同f 一能级7 中px、py2、pz的能量相同，称为简并轨道。
课堂达标
1. 下列说法中正确的是（ ）A
A. 1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布 B. 3p2表示3p能级有两个原子轨道 C. 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D. 同一原子中，2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多
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。
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。
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问题导学 当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
一、电子云和原子轨道 活动与探究
1.电子的运动与宏观物体的运动有何不同? 答案:电子及其运动特点可概括为:体积小、质量小、带负电;绕 核转、运动快、测不准(某时刻的位置和速度);(离核的)距离不同、 能量相异、描述几率(电子在核外空间某处出现的几率,即电子云)。 2.讨论电子云图中的小黑点的含义是什么?小黑点的密度表示 什么? 答案:小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象表述。小 黑点密度越大,表明概率密度越大。
2.电子云轮廓图:为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空 间状态有一个形象化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率 P=90%的空间圈出来,即为电子云轮廓图。
目标导航 预习引导
3.电子云的形状 s 电子云呈球形
p 电子云呈哑铃形
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
(3)离核越近,电子出现的几率越大,电子云越密集。
问题导学 当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
(4)多电子原子中,电子填充原子轨道时,原子轨道能量的高低有 以下规律:
①相同电子层不同原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf。 ②电子云形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s…… ③电子层和电子云形状相同的原子轨道的能量相等,如 2px、2py、 2pz 的能量相等。
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
预习交流 1
能层与能级(原子轨道的类型)及原子轨道数目有何关系? 答案:第 n 能层上有 n 个能级、n2 个原子轨道,例如,第 3 能层就 有 3 个能级(3s,3p,3d),包含 9 个原子轨道,不同能级中的电子云可能 有不同的伸展方向,即可能有不同的原子轨道。
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请回答下列问题:
(1)从图中数百万次运动状态的统计结果,你能得出什么结
论? 。
(2)离核越近,电子的能量越
;离核越远,电子的能量
越
。请你说明是怎样得出这一结论
的:
。
(3)有关氢原子电子云图的说法正确的是
(1)氮原子: (2)钠原子:A.3s1 B.3p1 (3)铬原子:A.3d54s1 B.3d44s2
(4)碳原子:
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解析:本题考查的是核外电子排布遵循的原理。根据洪特规则, 电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道, 且自旋状态相同,故(1)选 B。(4)选 A;根据能量最低原理,核外电子先 占据能量低的轨道,再占据能量高的轨道,(2)中由于 3s 轨道的能量低 于 3p 轨道的,故选 A;(3)中 A 的 3d 轨道有 5 个电子,为半充满状态, 是相对稳定的状态,所以选 A。
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二、泡利原理和洪特规则 活动与探究
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1.下列表示的是第二周期一些原子的核外电子排布图,请说出 每种符号的意义及从中获得的一些信息。
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。
A.黑点密度大,电子数多
B.黑点密度大,单位体积内电子出现的机会大
C.电子云图是对电子运动无规律性的描述
D.电子云图描述了电子运动的客观规律
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解析:电子云中的小黑点,单独看小黑点没什么实际意义,但从 黑点密度的大小上则能说明电子在该区域出现的几率大小。(1)从统 计的结果中分析,距离原子核越近,电子出现的机会越多;距离原子核 越远,电子出现的机会越少。(2)从物质的运动,总是趋于能量最低来 分析,因为离核越近,电子云的密度越大,电子的能量越低,离核越远, 电子云的密度越小,电子的能量越高。(3)电子运动虽然没有宏观物 体那样的运动规律,但也有自身的规律,电子云就是人们对电子运动 规律的形象描述。
,你认为是否正确,说明理由 。
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解析:若 3p 能级上有 3 个电子,则它们应排布为
,不能排
布为
,因为这违背了泡利原理(一个轨道最多只能容纳 2 个电
子)和洪特规则(当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中 的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同),若 3p 能级上
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3.不同能层的同种能级的原子轨道形状是否完全相同呢? 答案:不同能层同种能级的原子轨道形状相似,但不完全相同。 只是原子轨道的半径不同,能级序数 n 越大,电子的能量越大,原子轨 道的半径越大。例如 1s、2s、3s 轨道均为球形,原子轨道半 径:r(1s)<r(2s)<r(3s)。
答案:
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(1)在电子云图中每个小黑点不代表一个电子,也不代表电子在 此出现过,而是代表电子在一个微小区域里出现的概率密度。
(2)黑点疏密的程度代表电子在核外空间区域内出现的机会的 多少。点疏的地方表示电子在那里出现的几率小,点密集的地方表示 电子在那里出现的几率大。
答案:(1)B (2)A (3)A (4)A
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(1)电子排布图中各符号和数字的意义:
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第 3 课时 电子云与原子轨道
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1.了解原子核外电子的运动规律。 2.了解电子云和原子轨道的含义。 3.掌握泡利原理、洪特规则。
1.通过 s 电子云、p 电子云的轮廓图,加深对电子云、原子轨道含义的理解。 2.学会运用能量最低原理、泡利原理、洪特规则解释核外电子的排布特点 及特殊性质。
A.因为 p 电子云是哑铃状的,所以 p 电子的运动形态也为哑铃状 B.能层为 3 时,有 3s、3p、3d 3 个轨道 C.氢原子中只有一个电子,故氢原子只有一个轨道 D.原子轨道与电子云都是用来描述电子运动状态的 解析:p 电子云是哑铃状的,是电子出现频率较高“区域”的形状,
而不是 p 电子的运动形态;能层为 3 时,共有 9 个轨道;氢原子中有一 个电子,但轨道是人为规定的,可以是空轨道。
答案:(1)距原子核越近,电子出现的机会越多;距原子核越远,电 子出现的机会越少 (2)低 高 因为离核越近,电子的概率密度越 大,离核越远,电子的概率密度越小 (3)BD
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迁移训练 1 下列说法中正确的是( )
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答案:(1)一个小方框表示 1 个原子轨道。 (2)每个原子轨道里最多容纳 2 个电子,且自旋状态相反,遵循泡 利原理。 (3)当电子排在同一能级时,总是优先占据不同的轨道而且自旋 状态相同,遵循洪特规则。
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一、电子云与原子轨道 1.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。小黑点越密,表示概率密度越大。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称 为电子云。
有 4 个电子,则排布成
。
答案:
泡利原理和洪特规则 洪特规则 不正确,因
为 3p 能级上只有 3 个轨道
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迁移训练 2 下列原子的最外层电子排布式(或外围 电子排布图)中,哪一种状态的能量较低?
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迁移与应用
例 2 如果在 3p 能级上有 3 个电子,则它们应排布为(电子