电子云与原子轨道课件-高二上学期化学人教版选择性必修-

第1节原子结构

第一章原子结构与性质

第3课时电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课标要求知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子轨道和电子云模型来描述。宏观、微观运动的不同宏观物体微观粒子质量很大很小速度较慢很快(接近光速)位移可测位移、能量不可同时测定能量可测轨迹可描述(画图或函数)不可确定原子核外电子的运动状态是怎样的？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。氢原子模型薛定谔方程埃尔温·薛定谔

1926年奥地利物理学家薛定谔提出：可以用一个数学方程描述核外电子的运动状态，为近代量子力学奠定了理论基础。量子力学指出：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。

量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻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。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=1.概率密度1电子云

氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图小点并不是电子本身,而是表示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，因而被形象地称为电子云。(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分布的形象化描述)不代表电子的运动轨迹。2.电子云图中许多的小点表示H原子的电子吗？常把电子在原子核外空间出现的概率P=90%的空间圈起来即为电子云轮廓图。2.电子云轮廓图如氢原子电子云轮廓图的绘制：xyz电子云图绘制比较困难，常用电子云轮廓图代替。1s2s3s4s同一原子的

s

电子的电子云轮廓图(1)s电子的电子云轮廓图s

能级的电子云轮廓是球形。2.能层越高，s电子的电子云半径越大。1.所有原子不同能层的

s电子云轮廓图均为球形；p能级的电子云轮廓是哑铃形，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

，右下标ⅹ、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向，如图所示。px、py、pz的电子云轮廓图(2)p电子的电子云轮廓图2原子轨道量子力学把电子在原子核外的一种空间运动状态称为一个原子轨道。常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向s能级原子轨道：s电子的原子轨道呈

形对称，s轨道只有

个轨道。球能层序数越大，s原子轨道的半径越

。大1p轨道：p电子的原子轨道呈

形，P轨道在空间有

个伸展方向，

它们互相垂直，包括

、

、

共

个轨道。哑铃3PxPyPz3注意：(1)同一能层中，px、py、pz的能量相同（如2px、2py、2pz轨道的能量相等）。(2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道。f能级原子轨道（7个）d能级原子轨道（5个）能级符号nsnpndnf轨道数目原子轨道形状②形状和大小相同，但取向不同的原子轨道，能量相等。

如2Px、2Py、2Pz能量相等1357球形哑铃形花瓣形——总结归纳①不同能层相同能级的原子轨道的形状和取向相同，只是半径不同。

能层序数n越大，原子轨道的半径越大。能层能级原子轨道数原子轨道名称原子轨道的形状和取向1K1s11s球形——2L2s12s球形——2p32px、2py、2pz哑铃形互相垂直3M3s13s球形——3p33px、3py、3pz哑铃形互相垂直3d5………………4N4s14s球形——4p34px、4py、4pz哑铃形互相垂直4d5……………...4f7………………14916③原子轨道数与能层序数(n)的关系是：原子轨道为

个。n2小结1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是哑铃形的2.原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数=n23.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；能层序

数n越大，原子轨道的半径越大

相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半