2024-2025学年高二化学选择性必修2（鲁教版）教学课件 第1章 第1节 第2课时 量子力学对原子核外电子运动状态的描述

初步认识原子结构的量子力学模型，了解核外电子运动状态的描述。2.知道电子云是对电子在核外某处单位体积内出现概率大小的形象化描述。第一节原子结构模型学习目标第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述电子层数n符号能级原子轨道能级数目能级种类原子轨道符号原子轨道数原子轨道总数n=1K1s1s11n=2L2s2s14p2p3n=3M3s3s19p3p3d3d5…………………三

电子层、能级、原子轨道

1.电子层、能级、原子轨道之间的关系

2.不同原子轨道能量大小关系（1）相同电子层不同能级的原子轨道能量，如E（ns）<E（np）<E（nd）<E（nf）。（2）不同电子层中同种能级的原子轨道能量，如E（1s）<E（2s）<E（3s）<E（4s），E（2p）<E（3p）<E（4p）。（3）相同电子层和相同能级的各原子轨道能量相等，如E（2px）=E（2py）=E（2pz）。例1

［2020•湖北孝感部分普通高中高二联考］下列各电子层中不包含d能级的是（）A.N电子层 B.M电子层 C.L电子层 D.O电子层解析：第1电子层（K层）只有1个能级（1s），第2电子层（L层）有2个能级（2s和2p），第3电子层（M层）有3个能级（3s、3p和3d），依次类推。前两个电子层没有d能级，从第3电子层才开始出现d能级。答案：C例2［2019·四川遂宁二中高二期中］下列有关认识正确的是（）A.各电子层的能级都是从s能级开始至d能级结束B.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7C.第n电子层含有的能级数为n-1D.第n电子层含有的电子数一定为2n2解析：A错，各电子层的能级都是从s能级开始，每个电子层上能级个数与电子层数相等，所以有的电子层不含d能级。C错，第n电子层含有的能级数为n。D错，第n电子层含有的电子数最多为2n2。答案：B四

原子轨道的图形描述和电子云

1.原子轨道图1给出的是1s原子轨道、2s原子轨道和3s原子轨道的示意图，图2给出的是同能级中三个p原子轨道的示意图。

图1

1s、2s和3s原子轨道示意图图2同能级中三个p原子轨道示意图（1）不同电子层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同。电子层序数n越大，原子轨道的半径越大，半径：1s<2s<3s<……（2）p原子轨道在三维空间分布的特征：三个p原子轨道分别相对于x、y、z轴对称，轨道的形状为相同大小的纺锤（或哑铃）形。即三个p原子轨道都是相同大小的、具有轴对称性的纺锤（或哑铃）形，它们分别沿x、y、z轴三个相互垂直的方向伸展。量子数n不同时，p原子轨道的形状相同、大小不同，半径：2p<3p<4p<……（3）同理，d原子轨道、f原子轨道等也都有相应的图像。例3

观察2pz轨道电子云示意图（如图所示），下列说法中错误的是（）A.2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布沿z轴对称B.点密集的地方表明电子出现的概率大C.电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动D.2pz轨道的形状为纺锤形解析：A对，观察2pz轨道电子云示意图发现，处于2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称。B对，电子云图中的小黑点疏密程度代表电子出现概率的大小，所以点密集的地方表明电子出现的概率大。C错，在图中，电子在空间出现的概率分布关于z轴对称，电子云并不是电子的真实运动轨迹。D对，2pz轨道电子云形状为纺锤形。答案：C2.电子云电子云图是电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的形象化描述。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小。（1）电子云图中的小点不代表电子。小点疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小。（2）离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。如1s电子云比2s电子云密集。（3）s能级的电子云为球形，只有一种空间伸展方向。p能级的电子云为纺锤（或哑铃）形，有三种空间伸展方向。

例7［2020•山西怀仁一中高二月考］观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是（）A.一个小点表示1个自由运动的电子，图中有无数个电子B.1s轨道的电子云形状为圆形的面C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转一样D.1s轨道电子云图中小点的疏密表示电子在某一位置出现概率的大小解析：图中