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

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2.s能级和p能级的原子轨道的对比
能级
s
p
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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
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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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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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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。
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(3)不同能层的同种能级符号的原子轨道形状是否完全相同? 提示:不同能层的同种能级符号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)。
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1.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。s电子云为球形,p电子云是哑铃状。
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(2)原子轨道。 ①原子轨道:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨 道。
②能级与原子轨道数目的关系。
能级符号 ns
np
nd
nf
轨道数目 1
3
5
7
【微思考1】电子云中的一个小黑点表示电子在该处出现过一次 吗? 提示:不是。电子云图中独立的小黑点没有意义,小黑点的密度才 有意义,小黑点的密度大小表示电子出现概率的大小。
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能层 N ……
能级
4s
4p
4d 4f ……
原子 轨道数 1
3
5 7 ……
原子轨道 电子云轮廓图
名称
形状
取向
4s
球形
—
4px、4py、 哑铃形
4pz
……
……
相互垂直 ……
……
……
……
……
……
……
注:①各能层的d轨道和f轨道各有其名称、形状和取向,此处不作赘 述。
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(3)电子排布的轨道表示式。
轨道表示式又称电子排布图,如氢原子、氧原子的轨道表示式分别
为: 、
。其中方框(或圆圈)表示原子轨道,能量
相同的原子轨道相连,箭头表示一种自旋状态的电子;“↑↓”称电子
对,“↑”或“↓”表示单电子(或称未成对电子)。
(4)能量最低原理。
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深化拓展 1.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)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。
基态原子中,电子尽可能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。
【微思考2】对于多电子的基态原子,核外电子排布总是按照构造
原理,由低能级依次排列才能保证原子的能量最低吗? 提示:不是。如Cr、Cu的核外电子排布。
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1.在原子中第n能层,电子占有的轨道数最多为n2。 ( ) 2.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。( ) 4.p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。( )
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3.不同能层中的原子轨道
பைடு நூலகம்
能层 K L
M
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d
原子 轨道数 1 1
3
1
3
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原子轨道 电子云轮廓图
名称
形状
取向
1s
球形
—
2s
球形
—
2px、2py、 哑铃形
2pz
3s
球形
相互垂直 —
3px、3py、 哑铃形 3pz ……① ……
相互垂直 ……
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5.
违背了泡利原理。
答案:1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.×
()
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原子轨道图形描述与电子云 问题探究
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氢原子原子轨道的确定 (1)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? 提示: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,表明电子在核外出现概率密度越大。 (2)电子在原子核外出现的概率有什么规律? 提示:离核越近,电子出现的概率越大,电子云越密集。
解析:电子云是表示电子在一定区域内出现概率大小的图形,它并
不是电子运动的实际轨迹,故C错;s轨道是球形对称的,s电子的电子
云是球形对称的,故B对;观察该图可知A对;该p轨道为哑铃形,D正
第二课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、 能量最低原理
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素养 目标
1.通过原子核外电子运动的形象化表达,了解电子云和 原子轨道的概念,形成宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.通过对核外电子排布规律的探究,了解泡利原理、洪 特规则、能量最低原理等,形成证据推理与模型认知的 核心素养。
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