电子云与原子轨道PPT课件
合集下载
化学人教版(2019)选择性必修2 1.1.2电子云和原子轨道(共23张ppt)
该处的体积
小点越密，表明概率密度越大。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
电子云图难绘制
电子云轮廓图
电子云轮廓图： 把电子在原子核外空间出现概率P= 90% 的空间圈出来。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
同一原子的 s 电子的电子云轮廓图
1. 不同能层的s电子云形状一致，均为球形； 2. 能层越高，s电子的电子云半径越大。
A．s和p的原子轨道形状相同 C
B．每个p都有6个原子轨道 C．s能级的原子轨道半径与电子层数有关 D． 同一电子层p的原子轨道能量不相等
课堂练习
6．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确
的是（ D ）
A．p能级有3个轨道 B．s电子云轮廓图为球形 C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定 D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同
01 电子云与原子轨道
氢原子的五次瞬间照相
5 张照片 叠印
100 张照片 叠印
1 000 张照 片叠印
用小黑点的疏密来表示 小黑点密处表示电子出现的概 率密度大，小黑点疏处概率密 度小
看上去好像一片带负电的云雾 笼罩在原子核周围 电子云
01 电子云与原子轨道
1、电子云
玻尔模型
电子云模型
电子在_线__性___轨__道__上绕核运行
宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？
核外电子的运动
01 电子云与原子轨道
核外电子运动有何特点?
宏观物体
电子
质量
很大
很小速度Leabharlann 较慢很快(接近光速)
空间
大
极小
轨迹
可描述 （画图或函数描述）
小点越密，表明概率密度越大。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
电子云图难绘制
电子云轮廓图
电子云轮廓图： 把电子在原子核外空间出现概率P= 90% 的空间圈出来。
01 电子云与原子轨道
1、电子云
同一原子的 s 电子的电子云轮廓图
1. 不同能层的s电子云形状一致，均为球形； 2. 能层越高，s电子的电子云半径越大。
A．s和p的原子轨道形状相同 C
B．每个p都有6个原子轨道 C．s能级的原子轨道半径与电子层数有关 D． 同一电子层p的原子轨道能量不相等
课堂练习
6．按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述，下列说法不正确
的是（ D ）
A．p能级有3个轨道 B．s电子云轮廓图为球形 C．电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定 D．基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同
01 电子云与原子轨道
氢原子的五次瞬间照相
5 张照片 叠印
100 张照片 叠印
1 000 张照 片叠印
用小黑点的疏密来表示 小黑点密处表示电子出现的概 率密度大，小黑点疏处概率密 度小
看上去好像一片带负电的云雾 笼罩在原子核周围 电子云
01 电子云与原子轨道
1、电子云
玻尔模型
电子云模型
电子在_线__性___轨__道__上绕核运行
宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？
核外电子的运动
01 电子云与原子轨道
核外电子运动有何特点?
宏观物体
电子
质量
很大
很小速度Leabharlann 较慢很快(接近光速)
空间
大
极小
轨迹
可描述 （画图或函数描述）
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。
课件1：1.1.2 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
1s电子在原子核外出现的概率分布图
小黑点不表示电 子，只表示电子在这里 出现过一次。
小黑点的疏密表 示电子在核外空间内出 现的机会的多少。
电子云只是形象 地表示 电子出现在各点的 概率高低,而实际上并不存 在。
电子轮廓图的制作
常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来， 人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。
核外电子运动的特征
⑴ 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)。
⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
⑶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)。
测不准原理(海森堡)
核外电子运动状态的描述
电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。
电子云轮廓图——原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
原子轨道
电子云形状 ①s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子 出现的机会相同； ②p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)； ③d电子云是花瓣形； ④f电子云更为复杂。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
第1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
一、基态与激发态
基态与激发态 的关系原子光谱
吸收光谱
基态原子 能量最低
吸收能量 释放能量
激发态原子 能量较高
发射光谱
基态与激发态相互转化的应用
焰色 反应
处__于__最__低__能__量__的__原__子_____叫做基态原子。
(2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态 构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；
小黑点不表示电 子，只表示电子在这里 出现过一次。
小黑点的疏密表 示电子在核外空间内出 现的机会的多少。
电子云只是形象 地表示 电子出现在各点的 概率高低,而实际上并不存 在。
电子轮廓图的制作
常把电子出现的概率约为90%的空间圈出来， 人们把这种电子云轮廓图称为原子轨道。
核外电子运动的特征
⑴ 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)。
⑵无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
⑶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)。
测不准原理(海森堡)
核外电子运动状态的描述
电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。
电子云轮廓图——原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
原子轨道
电子云形状 ①s电子云呈球形，在半径相同的球面上，电子 出现的机会相同； ②p电子云呈哑铃形 (或纺锤形)； ③d电子云是花瓣形； ④f电子云更为复杂。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
第1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
一、基态与激发态
基态与激发态 的关系原子光谱
吸收光谱
基态原子 能量最低
吸收能量 释放能量
激发态原子 能量较高
发射光谱
基态与激发态相互转化的应用
焰色 反应
处__于__最__低__能__量__的__原__子_____叫做基态原子。
(2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态 构造原理： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；
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
更多精彩内容请登录：
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
更多精彩内容请登录：
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。
1.1.3电子云原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二化学人教版选择性必修2
能级
原子 轨道数
s ……1 p ……3 d ……5 f ……7
原子轨道 表示方法
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
泡利原理：在一个原子轨道里,最多只能容纳__2_个电 子，它们的自旋方向__相__反___，用“__↓_↑____”表示。
顺时针、逆时针
√
注：一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子
概率密度：
一定空间运动状态的电子在核外空间各处都有可能出现，但出现的概率 不同
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=
P V
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
电子云：
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：电子在原子核外空间概率密度分布的 形象描述。
（方向性）分别以Px , Py , PZ表示。
注：不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；相同能 层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同 。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 P能级的原子轨道图
哑铃形
电子云 原子轨道 泡利原理 d能级的5个原子轨道：花瓣形
波尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
宏观物体的运动
微观粒子的运动
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
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。
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
z
x
y
电子云 原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理 s能级的原子轨道图
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。
课件：1.1.4电子云与原子轨道、泡利原理、洪特原理、能量最低原理-高中化学人教版(2019)选择性
转化成激发态
B.外围电子排布为5 2 51 的元素位于第五周期第Ⅰ
A 族,是 s 区元素
C.所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不
同
D.Cr 原子的电子排布式是1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p6 3d4 4s 2
答案：C
[课堂•专练]
典例 3 下列说法中正确的是(
B．3p2 表示 3p 能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s 能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p 能级的原子轨道图呈哑铃形，且有 3 个伸展方向
丙
答案：D
[课堂•专练]
典例 2 下列各项叙述中,正确的是(
)
A.镁原子由1s 2 2s 2 2p6 3s 2 变为1s 2 2s 2 2p6 3p2 时,原子释放能量,由基态
)
A．1s 电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns 能级的原子轨道可用如图表示
D．3d3 表示 3d 能级有 3 个轨道
答案：C
[课堂•专练]
典例 4 下列说法中正确的是（
）
A.原子轨道与电子云都是用来描述电子运动状态的
B.在 p 轨道中电子排布成
电子排布图为_______________。
课堂小结
本部分内容讲解结束
Thank you for wa初探]
(2)电子排布的轨道表达式
轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一些种图式，以铝原子
为例，电子排布图中各符号、数字的意义如下：
在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：
或写成[Ne]
B.外围电子排布为5 2 51 的元素位于第五周期第Ⅰ
A 族,是 s 区元素
C.所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不
同
D.Cr 原子的电子排布式是1s 2 2s 2 2p6 3s 2 3p6 3d4 4s 2
答案：C
[课堂•专练]
典例 3 下列说法中正确的是(
B．3p2 表示 3p 能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s 能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p 能级的原子轨道图呈哑铃形，且有 3 个伸展方向
丙
答案：D
[课堂•专练]
典例 2 下列各项叙述中,正确的是(
)
A.镁原子由1s 2 2s 2 2p6 3s 2 变为1s 2 2s 2 2p6 3p2 时,原子释放能量,由基态
)
A．1s 电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns 能级的原子轨道可用如图表示
D．3d3 表示 3d 能级有 3 个轨道
答案：C
[课堂•专练]
典例 4 下列说法中正确的是（
）
A.原子轨道与电子云都是用来描述电子运动状态的
B.在 p 轨道中电子排布成
电子排布图为_______________。
课堂小结
本部分内容讲解结束
Thank you for wa初探]
(2)电子排布的轨道表达式
轨道表示式（又称电子排布图）是表述电子排布的一些种图式，以铝原子
为例，电子排布图中各符号、数字的意义如下：
在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：
或写成[Ne]
1.1.3电子云与原子轨道泡利原理洪特规则能量最低原理课件高二下学期化学人教版选择性必修2
表1-2 不同能层的能级、原子轨道
能层
能级 原子轨道数 原子轨道名称
K
1s
1
1s
L
2s
1
2s
原子轨道的形状和取向
形状
取向
球形
球形
哑铃形 相互垂直
2p
M
3s
3p
N
3d
4s
......
4p
3 1
23ppxx、、323sppyy、、23ppzz
......
球形
哑铃形
......
相互垂直
......
3
4s
轨道最多 容纳电子数
2
原子轨道数 1
最多容纳
电子数
2
26 13
8
2 6 10 2 1351
18
6 10 14 357
32
26 13
50
每个原子轨道最多只能容纳 2 个电子，为什么呢？
1、电子自旋与泡利原理
填多少？
电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋 。自旋是微观 粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性。
A.① B.①③
C.②④⑤ D.③④⑤
3、已知铝原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1 ，回答下
列问题： （1）核外电子的电子云形状有_2___种； 球形和哑铃形 （2）电子云有__4____种不同的伸展方向； （3）有_3___种不同的运动范围（区域）；能层 （4）有_5___种不同能量的电子； 能级 （5）有__1_3_种不同运动原状子态中的每电个子电；子的运动状态都是不同的！ （6）有__9__种不同空间运动状态的电子。 原子轨道
4、原子轨道 （1）定义：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。因此，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。
新教材高中化学原子结构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课件人教版必修二
(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。
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。
知识铺垫
必备知识
正误判断
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。( )
③P: ④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 ⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦C:
探究1
探究2
素养脉络
随堂检测
深化拓展 1.基态原子核外电子排布的规则 (1)核外电子排布所遵循的规律。 ①能量最低原理:电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整 个原子的能量最低。 ②泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子且自旋相反。 ③洪特规则:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占且 自旋平行。
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
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。
高中化学选择性必修二 第1章第1节 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道课件下学期(共31张)
3
5
7
电子云与原子轨道
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
K
1s
2s L
2p
3s
M 3p
3d
原子轨道数
1 1 3 1 3 5
电子云轮廓图的性质与取向
原子轨道名称
形状
取向
1s
球形
2s
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
球形
2px、2py、2pz 3s
哑铃形 球形
相互垂直
3px、3py、3pz ……
哑铃形 ……
相互垂直 ……
源于光谱学事实
构造原理与电子排布式
电子排布式 书写原则
➢ 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中
➢ 一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按照构造原理顺序写
26Fe
1s22s22p63s23p63d64s2，
➢ 基态铬、铜的核外电子排布不符合构造原理 Cr基态原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d54s1 Cu基态原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1
思考与讨论
2、电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1， (1) 上述方括号的意义是什么？ (2) 仿照Na的简化电子排布式，写出O、Si、Cu的简化电子排布式 方括号：内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气 体的元素符号外加方括号的形式表示
O [He] 2s22p4 Si [Ne]3s23p2 Cu [Ar] 3d10 4s1
构造原理与电子排布式
电子排布式
书写原则
➢ 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中 各能级的能量高低顺序
第一章第一节第3课时电子云与原子轨道课件高二化学人教版选择性必修_3
但是，对于质量非常小、运动极快的微观粒子(如电子)而言，人们 却不能同时准确的测定它的位置和速率(即测不准原理)。
经典力学只适用于宏观物体而不适用于微观粒子，而量子力学能阐 述微观粒子的运动规律。
那么，电子的真实运动状态是怎样的？
PART 01
01
电子云与原子轨道
一、核外电子的运动特点 ——不确定性、概率
2.概率密度的形象表示
右图是氢原子1s能级电子概率密度的形象表示， 即概率密度分布图。
图中的小点是什么呢？是电子吗？
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”。
01
电子云与原子轨道
二、电子云
PART 02
02
课堂总结
这堂课学到了什么？
①电子云 ②原子轨道
PART 03
04
课后作业
第一节 原子结构
第3课时 电子云与原子轨道
构造原理向我们揭示了核外电子在能层、能级中的排布顺序，那么 原子核外电子的运动状态又是怎样的呢？
1913年，波尔提出了氢原子的线性轨道模型，认为电子在线性轨 道上绕核运行。 然而到了1926年，线性轨道模型被量子力学推翻。
物理中的经典力学告诉我们：一个运动着的宏观物体的速率和它所 处的位置是能够同时准确地测定的，即人们能追踪宏观物体的运动 轨迹。
电子云与原子轨道
三、原子轨道
例2.元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量 最高的是__2_p_能级的电子，其电子云在空间有__3_个_相__互__垂__直__的 伸展方向。
例3.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错 误的是（ D ） A．该元素位于元素周期表第4周期，ⅥA族 B．该元素原子的最高能层符号为N C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
经典力学只适用于宏观物体而不适用于微观粒子，而量子力学能阐 述微观粒子的运动规律。
那么，电子的真实运动状态是怎样的？
PART 01
01
电子云与原子轨道
一、核外电子的运动特点 ——不确定性、概率
2.概率密度的形象表示
右图是氢原子1s能级电子概率密度的形象表示， 即概率密度分布图。
图中的小点是什么呢？是电子吗？
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”。
01
电子云与原子轨道
二、电子云
PART 02
02
课堂总结
这堂课学到了什么？
①电子云 ②原子轨道
PART 03
04
课后作业
第一节 原子结构
第3课时 电子云与原子轨道
构造原理向我们揭示了核外电子在能层、能级中的排布顺序，那么 原子核外电子的运动状态又是怎样的呢？
1913年，波尔提出了氢原子的线性轨道模型，认为电子在线性轨 道上绕核运行。 然而到了1926年，线性轨道模型被量子力学推翻。
物理中的经典力学告诉我们：一个运动着的宏观物体的速率和它所 处的位置是能够同时准确地测定的，即人们能追踪宏观物体的运动 轨迹。
电子云与原子轨道
三、原子轨道
例2.元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量 最高的是__2_p_能级的电子，其电子云在空间有__3_个_相__互__垂__直__的 伸展方向。
例3.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错 误的是（ D ） A．该元素位于元素周期表第4周期，ⅥA族 B．该元素原子的最高能层符号为N C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
电子云与原子轨道-高二化学课件(人教版2019选择性必修2)
C
↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
N
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
1s 2s
2p
O
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s
2p
F
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
1s 2s
2p
Ne ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1s 2s
2p
Na ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
1s 2s
2p
3s
Mg ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1s 2s
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 或
注意：核外电子排布图下(上)方的1s、2s、2p…表示的是轨道， 不可在其右上角表示出该轨道填充的电子数
五、泡利原理、洪特规则 、能量最低原理
②“电子排布图”中的相关概念
(1)简并轨道： 能量相同的原子轨道 。 (2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子 。
不可同时测定
不可确定
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。可以算出它们的概 率密度分布。
四、电子云与原子轨道 P12-13
核外电子的运动不遵循宏观物体所具有的运动规律。 科学家采用统计方法来描述电子在原子核外某一区域出现的概率
简并轨道
(3)单电子： 一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。 (4)自旋平行： 箭头同向的单电子称为自旋平行 。
问题：①在氧原子中，有 3 个电子对，有 2 个单电子。 ②在氧原子中，有 5 种空间运动状态，有 8 种运动状态不同的电子。
➢ 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。
对点训练
【课件】电子云和原子轨道高二化学人教版(2019)选择性必修2
1s 2s
2p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
2p ↑↓ ↑ ↑↓
知识精讲
思考与讨论 1、下列轨道表示式中哪个是硼的基态原子？为什么？
1s 2s A、 ↑↓ ↑↓
2p ↑
1s 2s B、 ↑↑ ↓↓
2p ↑
2、下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？
1s 2s
2p
A、 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
1s 2s B、 ↑↓ ↑↓
1s 2s
2p
C、 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
1s 2s D、 ↑↓ ↑↓
2p ↑↓ ↓ ↑
2p ↑↓ ↓ ↓
知识精讲
思考与讨论 请同学们尝试书写13〜20号元素的基态原子的轨道表示式（抽写Al,Cl,K)。
1s Al、 ↑↓
2s
2p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
3s
3p
↑↓ ↑
1s Si、 ↑↓
2s
2p
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
3d
4s
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓
29Cu 3d104s1
3d
4s
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
知识精讲
二、认识洪特规则的特例 Cr和Cu的价电子排布均不符合构造原理，但源自事实，其原因是什么呢？
24Cr
3d
4s
↑↑↑↑
↑↓
只有一组全满的简并轨道
3d
4s
↑↑↑↑↑ ↑
有两组半满的简并轨道
29Cu
知识精讲
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能出现。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
原子结构
电子云与原子轨道
宏观、微观运动的不同
宏观物体 微观粒子
质量
速度 位移 能量 轨迹
很大
较小 可测
很小
很大（接近光 速）
位移、能量 不可同时测定 可测 可描述
（画图或函数描述）
不可确定
宏观物体的运动特征：
核外电子运动的特征
• 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。
课堂练习 用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
↑↓
洪特规则
↑↓
能量最低原理
思考与交流 • 1、从元素周期表中查出铜的外围电子排布， 它是否符合构造原理。 • 当一个能级上的电子填充达到全充满， 半充满或全空时是一种稳定状态，使得体 系的能量较低。这就是洪特规则的第二条。 • 2、钠的电子排布式可写成[Ne]3S1，试问： 上式方括号中的符号是什么意思？
d能级的原子轨道有5个.
d 能 级 的 原 子 轨 道
问题讨论
原子轨道与火车运行的轨道有何不同? 原子轨道是指一定能级上的电子, 在核外空间运动的一个空间区域.火 车的轨道则是火车运行的一个固定 路线.
科学研究
阅读课文P12,讨论下列问题
1、S、P、d能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能 容纳几个电子？其自旋方向怎样？ S p d f能级分别有2、3、5、7个轨道，每个 轨道最多能容纳的电子数为2个，且自旋方向相反。 这就是泡利原理 2、举例说明洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是 首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而 且自旋方向相同。
电子云轮廓图----原子轨道
S能级的原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
P能级的原子轨道是纺锤形 的,每个P能级有3个原子轨道,它们 相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合 在一起的情形.
P 能 级 的 原 子 轨 道
微观物体的运动特征： • 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 • 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。
核外电子运动状态的描述
电子云(演示)
• 电子云：描述核外电子运动一个电子,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。
作
•
业
通读本节《原子结构》课 文，归纳本节知识内容，并自 出自解一道题。 • （以上两项均写在作业本上）
电子云与原子轨道
宏观、微观运动的不同
宏观物体 微观粒子
质量
速度 位移 能量 轨迹
很大
较小 可测
很小
很大（接近光 速）
位移、能量 不可同时测定 可测 可描述
（画图或函数描述）
不可确定
宏观物体的运动特征：
核外电子运动的特征
• 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。
课堂练习 用轨道表示式表示出铁原 子的核外电子排布
泡利原理
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
↑↓
洪特规则
↑↓
能量最低原理
思考与交流 • 1、从元素周期表中查出铜的外围电子排布， 它是否符合构造原理。 • 当一个能级上的电子填充达到全充满， 半充满或全空时是一种稳定状态，使得体 系的能量较低。这就是洪特规则的第二条。 • 2、钠的电子排布式可写成[Ne]3S1，试问： 上式方括号中的符号是什么意思？
d能级的原子轨道有5个.
d 能 级 的 原 子 轨 道
问题讨论
原子轨道与火车运行的轨道有何不同? 原子轨道是指一定能级上的电子, 在核外空间运动的一个空间区域.火 车的轨道则是火车运行的一个固定 路线.
科学研究
阅读课文P12,讨论下列问题
1、S、P、d能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能 容纳几个电子？其自旋方向怎样？ S p d f能级分别有2、3、5、7个轨道，每个 轨道最多能容纳的电子数为2个，且自旋方向相反。 这就是泡利原理 2、举例说明洪特规则： 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是 首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而 且自旋方向相同。
电子云轮廓图----原子轨道
S能级的原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
P能级的原子轨道
z
z
z
y x
x
y
x
y
P能级的原子轨道是纺锤形 的,每个P能级有3个原子轨道,它们 相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.
P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合 在一起的情形.
P 能 级 的 原 子 轨 道
微观物体的运动特征： • 核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。 • 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。
核外电子运动状态的描述
电子云(演示)
• 电子云：描述核外电子运动一个电子,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。
作
•
业
通读本节《原子结构》课 文，归纳本节知识内容，并自 出自解一道题。 • （以上两项均写在作业本上）