电子云与原子轨道__第3课时_导学案

高山不爬不能到顶，竞走不跑不能取胜，永恒的幸福不争取不能获得。

想成为一名成功者，先必须做一名奋斗者。

《选修三第一章第一节 原子结构》导学案（第3课时）
高二 班 第 组 姓名 组内评价 教师评价_______
【课标要求】
1.解原子核外电子的运动规律，了解电子云的概念
2.了解原子轨道图及每个能级中的轨道分布情况和最大容纳电子数
3.掌握泡利原理、洪特规则
4.基本能掌握核外电子排布规律 【新课导学】阅读教材P9-11，思考 1.原子核外电子是如何运动的呢？
2.电子在核外空间运动，能否用宏观的牛顿运动定律来描述呢？
3.什么事原子轨道？阅读P11表1-2，明确不同能层的能量、原子轨道及电子云能廓图 [阅读与思考]阅读教材P11-12，思考泡利原理与洪特规则分别是什么？洪特规则的使用前提？（基态原子）洪特规则的特例？（对于同一个能级，当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的）。

二、电子云和原子轨道： 1、电子云：
(1)电子运动的特点：① ② ③ 。

因此，电子运动 （能或否）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，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定它在原子核外各处出现的概率。

（2）定义：电子云是电子在 核外空间 分布的形象描述，电子在原子核外空间的
某区域内出现，好像带 的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云
（3）①图中的小黑点表示：
②黑点的疏密程度表示：
③小黑点离核越 ，电子出现的概率越 ，电子云越 。

例、观察1s 轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是…( ) A ．一个小黑点表示1个自由运动的电子 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
D ．1s 轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
【方法与技巧】电子云图中的黑点绝无具体数目的意义，而有相对多少的意义。

单位体积内黑点数目较多(黑点密度较大)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较大；单位体积内黑点数目相对较少(黑点密度较小)，表示电子在该空间的单位体积内出现的机会相对较小。

电子的运动无宏观物体那样的运动规律，但有它自身的规律。

2、原子轨道:
电子云图很难绘制，使用不方便，我们常使用电子云轮廓图
图1-11电子云轮廓图的制作过程：
最后的图为电子云轮廓图，图内电子出现几率为90% ，人们将这种电子云轮廓图称为电子轨道。

注意电子轨道是一空间区域。

⑴定义：常把电子出现的 空间圈出来，人们把这种电子云轮廓图叫 。

⑵原子轨道(电子云)形状: s 电子云 形，p 电子云呈 形
⑶说明：①所有原子的任一能层的S 电子的原子轨道是 的，只是球的半径大小不同。

能层
序数越 ，原子轨道的半径越 。

②P 的原子轨道是 的，每个P 能级有 个轨道，它们互相垂直，分别以 、 、____为符号。

P 原子轨道的平均半径也随能层序数增大而 。

③不同能层的同种能级的原子轨道形状 ，只是半径 。

s 电子的原子轨道都是球形的(原子核位于球心)，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

这
是由于1s ，2s ，3s ……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展。

这是不难理解的，打个比喻，神州五号必须依靠推动(提供能量)才能克服地球引力上天，2s 电子比1s 电子能量高，克服原子核的吸引在离核更远的空间出现的概率就比1s 大，因而2s 电子云必然比1s 电子云更扩散。

三、泡利原理和洪特规则
量子力学告诉我们：ns 能级各 轨道，np 能级各有 个轨道，nd 能级各有 轨道，nf 能级各有 个轨道.而每个轨道里最多能容纳 个电子，通常称为电子对，用方向相反的箭头“ ”来表示。

1、泡利原理：一个原子轨道里最多只能容纳 电子，而且 方向 。

2、洪特规则：
⑴、内容：当电子排布在同一能级的不同 时，总是 占据一个轨道（即 轨
道），而且自旋方向 ，这样整个原子的能量 。

⑵、说明：能量最低原理表述的是“整个原子处于 状态”，而不是说电子填充到
的
轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于状态”
3.轨道表示式（电子排布图）：
（1）表示方法:用一个圆圈或表示一个原子轨道，在方框中用“”或“”表示该
轨道上排入的电子的式子。

如O：氧原子的电子排布式O ：1s22s22p4
氧原子的电子排布图或轨道表示式：
练习：试写出N、Na、P、Cl、Ca的基态原子轨道表示式
[思考与交流]：
写出24号铬元素、29号铜元素的电子排布式，轨道式，再阅读周期表，比较有什么不同，为什么？
它们是否符合构造原理?
铬（24Cr）：1s22s22p63s23p63d54s1铜（29Cu）：1s22s22p63s23p63d104s1
4、洪特规则的特例：有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差。

因为能量
相同的原子轨道在全充满、半充满和全空状态时，体系的能量较低，原子较稳
定。

全充满（）全空时（）半充满（）
例2、以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。

试判断，
哪些违反了泡利不相容原理，哪些违反了洪特规则。

【方法与技巧】原子的核外电子排布与电子排布图描述的内容是完全相同的，相对而言，电子排
布图不仅能表示出原子的核外电子排布在哪些电子能层上，还能表示出这些电子的自旋状态。

处于稳
定状态的原子，核外电子将尽可能地按能量最低原理排布，且要遵守泡利原理、洪特规则。

(4)
(6)
【当堂检测】
1、同一原子的基态和激发态相比较（）
A、基态时的能量比激发态时高
B、基态时比较稳定
C、基态时的能量比激发态时低
D
、激发态时比较稳定
2、比较多电子原子中电子能量大小的依据是
（）
A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少
C．电子离原子核的远近
D．原子核外电子的大小.
3、图1和图2分别表示1s电子的概率分布和原子轨道。

下列说法正确的是
A．图1
中的每个小黑点表示
1个电子B．图2表示1s电子只能在球体内出现
C．图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴
D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置
4
、电子排布在同一能级时，总是（）
A．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同 B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反
C．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同
D．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反
5、当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是（）
A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态
C．碳原子要从外界环境中吸收能量 D．碳原子要向外界环境释放能量
6、下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是（）
A.它的元素符号为O
B.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C.它可与H2生成液态化合物
D.
7、用轨道表示式表示下列原子的价电子排布。

(1)N (2)Cl (3)O (4)Mg
8、下列原子的外围电子排布中，那一种状态的能量较低？试说明理由。

(1)氮原子：A．
2s 2p 2s 2p
；
(2)钠原子：A．3s1 B．3p1
；
(3)铬原子：A．3d54s1 B．3d44s2。

9、写出硫原子的核外电子的表示方法
（1）原子结构示意图
（2）电子排布式
（3）轨道表示式
（4）简化电子排布式
10.有第四周期的A、B、C、D四种元素，其价电子数依次为1、2、2、7，其原子序数依A、B、C、
D依次增大。

已知A与B的次外层电子数为8，而C与D的为18。

根据原子结构，判断A、B、
C、D各是什么元素？
(1)哪些是金属元素？
(2)D与A的简单离子是什么？并写出其离子的电子排布式。

(3)哪一元素的氢氧化物碱性最强？
(4)B与D两原子间能形成何种化合物？写出化学式，并写出电子式。

高山不爬不能到顶，竞走不跑不能取胜，永恒的幸福不争取不能获得。

想成为一名成功者，先必须做一名奋斗者。