1.1.2+电子云和原子轨道++课件+++2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

第一章原子结构与性质人教版高中化学选择性必修2第一节原子结构第2课时

电子云和原子轨道1、划分依据：2、能层序数：3、符号表示：4、能量关系：复习：能层核外电子按能量不同分成能层，分别1、2、3、4、5、6、7分别用K、L、M、N、O、P、Q能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。复习：能级任一能层的能级总是从s能级开始，按s、p、d、f……排序，1、划分依据：2、种类代号：3、表示方法：4、能量关系：5、最大容量：同一能层，又按能量被分成不同能级。s、p、d、f中每类能级最多可容纳的电子数依次为自然数1、3、5、7……的2倍。同能层不同能级的能量顺序:E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)

能层序号+能级代号，1s、2s、2p、3d、4f……思考第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？各能级最多容纳的电子数为：5s能级2×1=25p能级2×3=65d能级2×5=105f能级2×7=145g能级2×9=18总计50个电子，与前面能层的计算结果相同。1．下列能级符号表示正确的组合是()①5s②2d③3f④6pA．①④B．②③C．③④D．①②2．下列各能层不包含d能级的是()A．NB．MC．QD．K练习AD3．下列有关电子层的说法不正确的是(

)A．在量子力学理论中，用量子数n来描述电子离核的远近，称为能层（电子层）B．n的取值为正整数1、2、3、4、5、6等，对应的符号分别为K、L、M、N、O、P等C．n越大表示该电子层上的电子离核的平均距离越远、能量越高D．当n相同时，电子所具有的能量也一定相同练习D4.已知n为能层序数,下列有关认识正确的是(

)A.各能层含有的电子数为2n2B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n-1D.各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f......的顺序依次为自然数1、3、5、7......的2倍练习D练习(1)<(2)<(3)>(4)>(5)<<原子结构理论的发展【科学探索】原子核外的电子运动状态倒底怎么样呢？1911年，英国物理学家卢瑟福根据1910年进行的α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型。在这个模型里，电子像太阳系里的行星围绕太阳转一样围绕着原子核旋转。α粒子散射实验原子结构理论的发展氢原子模型1913年，丹麦科学家玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出了氢原子模型，电子在线性轨道上运行，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。氢原子结构理论成功的阐述了原子的稳定性，氢原子光谱的产生和不连续性。氢原子光谱与氢原子能级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

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。量子力学推翻了玻尔的氢原子模型。薛定谔原子结构理论的发展概率密度：1926年，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5张照片叠印100张照片叠印1000张照片叠印氢原子的五次瞬间照相研究核外电子运动，选什么原子研究?电子出现的概率密度大电子出现的概率密度小概率密度分布图与电子云图图1-7氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图小点是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，因而被形象的称作“电子云”。对电子云图的说明(1)电子云图表示电子在核外空间某处出现的概率,不代表电子

的运动轨迹。(2)电子云图中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的

形象描述,小黑点越密,表明电子在核外出现的概率密度越大。(3)电子云图很难绘制,使用不方便,故常使用电子云轮廓图。电子云图电子云图与电子云轮廓图如何绘制呢？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。小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度。小点越密，表明概率密度越______。概率密度如何计算，小点是不是电子本身？大概率密度

ρ=电子在某处出现的概率该处的体积氢原子1s电子的概率密度分布图小点并不是电子本身，只表示电子曾在这里出现过一次；小点的疏密表示电子在原子核外空间出现的概率大小。氢原子1s电子的概率密度分布图把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。电子云图难绘制电子云轮廓图电子云图很难绘制,使用不方便，那我们如何描述画出电子云？1s2s3s4s同一原子的s电子云轮廓图①不同能层的s电子的电子云轮廓图形状相同，均为_________；②能层越高，

s电子的电子云半径______。原因：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散。电子云图与电子云轮廓图——s电子云

你发现了什么规律？为什么？球形越大①p电子的电子云形状相同，均为_______②每个p能级有px、py、pz的电子云____________。③在同一能层中px、py、pz的能量________。④能层越高，p电子云半径越_______。电子云图与电子云轮廓图——p电子云

你发现了什么规律？p电子云有什么特点？为什么？哑铃形互相垂直相同大②p能级有3个能量相同的原子轨道，分别为px、py、pz，它们相互垂直，在空间的伸展方向如下：同一能级中能量相同的原子轨道称为简并轨道。所以p能级有3个简并轨道

px、py、pz。p原子轨道呈哑铃形。s电子有____种空间运动状态，p电子有____种空间运动状态13量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。那么s电子有几种轨道？p电子呢？能级spdf最多可容纳电子数261014原子轨道数每个轨道容纳电子数13222257原子轨道数=电子云轮廓图数nd电子云轮廓图是花瓣形或双哑铃形。有5种空间伸展方向。nf电子云轮廓图有7种空间伸展方向。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。1.概念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。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。2.表示3.轨道数ns原子轨道1个nd原子轨道有5个np原子轨道有3个nf原子轨道有7个二、原子轨道不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图能层能级原子轨道数原子轨道名称电子云轮廓图的性质与取向形状取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px、2py、2pz哑铃形相互垂直M3s13s球形3p33px、3py、3pz哑铃形相互垂直3d5………………4923N4s14s球形4p34px、4py、4pz哑铃形相互垂直4d5………………4f7………………416不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大关系一s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同（简并轨道）关系二原子轨道数与能层序数（n）的关系：原子轨道数目＝n2关系三原子轨道与能层序数的关系能级1s2s2p3s3p3d......各能级轨道数......各能层轨道数最多容纳电子数111335149n228182n2第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为（

）A．3、32、2×32 B．4、42、2×32

C．5、42、5×32 D．4、42、2×42D各能层原子轨道数=n2概率密度原子轨道数目：s：1、p:3个、d：5个、f：7个电子云原子轨道形状：s、球形p、哑铃状与能层序数的关系:n2原子轨道名称:ns、npx、npy、npz…n表示能层序数课堂小结1.下列关于电子云的叙述中不正确的是(

)A.电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形B.电子云实际上是电子运动