电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 导学案 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2.docxVIP

第一章原子结构与性质

第一节原子结构

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

课程标准：

1.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。

2.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。

新知探究：

知识点一电子云与原子轨道

[知识梳理]

(一)电子云

1．电子运动的特点

一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的_______不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示电子在某处出现的_______；V表示该处的体积)。

2．电子云

(1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的_______分布的形象化描述。

(2)含义：小黑点越密，表示_______越大。

(3)电子云轮廓图的形状

(二)原子轨道

1．概念：量子力学把电子在原子核外的一个___________称为一个原子轨道。

2．形状

(1)s电子的原子轨道呈_______形，能层序数越大，原子轨道的半径越_______。

(2)p电子的原子轨道呈_______形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

3．各能级所含有原子轨道数目

能级符号

ns

np

nd

nf

轨道数目

_______

_______

_______

_______

[问题探究]

1．理解电子云

下面是电子在1s轨道、2py轨道的电子云图，思考并回答下列问题：

(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？

(2)电子在原子核外出现的概率有什么规律？

2．多角度理解原子轨道

(1)可正确表示原子轨道的是________(填字母)。

A．2s B．2d

C．3px D．3fx

(2)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：

①s能级的原子轨道呈________形，每个s能级有______个原子轨道；每个p能级有________个原子轨道，p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴________。

②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与________有关，________越大，原子轨道半径越大。

(3)在进行原子光谱实验时，钠原子中处于N能层的电子跃迁到M能层时，会产生多条谱线。钠原子的部分光谱如图所示：

利用原子轨道的相关知识解释钠原子中处于N能层的电子跃迁到M能层时，为什么会产生多条谱线？

[反思归纳]

1．电子云

(1)电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小黑点密度越大，表示电子出现的概率密度越大。

(2)电子云图中的小黑点并不代表电子，小黑点的数目也不代表电子真实出现的次数。

(3)由氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图可知，在离原子核越近的空间电子出现的概率越大；电子云的外围形状具有不规则性。

2．原子轨道与能层序数的关系

(1)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。如：

(2)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。

(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。

[迁移应用]

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转()

(2)1s电子云示意图，一个小黑点表示一个自由运动的电子()

(3)1s电子云中点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少()

(4)能层序数越大，s电子云的半径越大()

2．元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1。试回答下列各题：

(1)电子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________能级电子，其电子云在空间有__________方向，原子轨道呈现________状。

(2)元素X的名称是________。

答案解析

知识点一电子云与原子轨道

[知识梳理]

(一)电子云

1．电子运动的特点

一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。

2．电子云

(1)定义：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。

(2)含义：小黑点越密，表示概率密度越大。

(3)电子云轮廓图的形状

(二)原子轨道

1．概念：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。

2．形状

(1)s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

(2)p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。

3．各能级所含有原子轨道数目

能级符号

n