電子云與原子軌道課件高二下學期化學人教版選擇性必修2

1.1.3電子云與原子軌道新人教版選擇性必修2第一章原子結構與性質原子核外電子的運動狀態(tài)是怎么樣的呢？課堂探究課堂引入原子結構理論的發(fā)展尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運行。課堂探究化學史料薛定諤1926年薛定諤提出：可以用一個數(shù)學方程描述核外電子的運動狀態(tài)，為近代量子力學奠定了理論基礎。量子力學推翻了玻爾的線性軌道模型。量子力學指出：一定空間運動狀態(tài)的電子并不在玻爾假設的線性軌道上運動，而是在核外空間各處都可以出現(xiàn)，只是出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。原子結構理論的發(fā)展課堂探究化學史料學生活動：閱讀教材P12第1-4自然段，了解電子云，回答下列問題：1、概率密度的表達式及相關物理量的含義？2、電子云的概念？3、電子云與概率密度的關系？4、電子云中的小點與概率密度的關系？課堂探究思考交流電子在核外的空間運動分布(視頻）1.概率密度氫原子1s電子的概率密度分布圖用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率，V表示該處的體積，則

稱為概率密度，用ρ表示課堂探究一、電子云科學家使用量子顯微鏡拍攝到的第一張氫原子電子云最高分辨率顯微鏡可見單個氫原子核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱為電子云。課堂探究一、電子云2.氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖小點不是電子本身，小點是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述。小點越密，表明概率密度越大。課堂探究一、電子云3.電子云輪廓圖1s電子的電子云輪廓圖繪制過程將電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率P＝90%

的空間圈出來，繪制電子云的輪廓圖，便可描繪電子云的形狀。課堂探究一、電子云電子云圖很難繪制，使用不便，我們常使用電子云輪廓圖。①繪制電子云輪廓圖的目的：表示電子云輪廓的形狀，對核外電子的空間運動狀態(tài)有一個形象化的簡便描述。②繪制電子云輪廓圖：把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來。yxzyzxpz課堂探究一、電子云3.電子云輪廓圖問題1：觀察相同原子的s電子的電子云輪廓圖，總結規(guī)律(1)能層越高，s電子的電子云半徑越大。

(2)不同能層s電子的電子云形狀相同，均為球形。課堂探究一、電子云由于電子能量依次增高，電子在離核更遠的區(qū)域出現(xiàn)的概率增大，電子云越來越向更大的空間擴展。3.電子云輪廓圖問題2：p電子云有什么特點？p電子的電子云形狀相同，均為啞鈴形；且px、py、pz的電子云互相垂直。同一能層中px、py、pz的能量相同。課堂探究一、電子云d能級的原子軌道形狀——花瓣形3.電子云輪廓圖課堂探究一、電子云d的電子云輪廓圖(五個伸展方向）f能級的原子軌道形狀3.電子云輪廓圖課堂探究一、電子云f的電子云輪廓圖(七個伸展方向）【例1

】圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列有關認識正確的是(

)A.圖1中的每個小黑點表示1個電子B.圖2表示1s電子只能在球體內出現(xiàn)C.圖2表明1s的電子云輪廓呈圓形,有無數(shù)對稱軸D.圖1中小黑點的疏密表示某一時刻電子在核外出現(xiàn)概率的大小D課堂練習【例2】下列關于電子云的敘述中不正確的是（）

A.電子云是用小黑點的疏密程度來表示電子在核外空間出現(xiàn)概率大小的圖形

B.電子云實際上是電子運動形成的類似云一樣的圖形

C.電子云圖說明離核越近，電子出現(xiàn)概率越大；離核越遠，電子出現(xiàn)概率越小

D.能級類別不同，電子云的形態(tài)也不一樣答案：B【解析】電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述，而不是電子的實際運動軌跡。人們常用小黑點的疏密程度來表示電子在原子核外空間出現(xiàn)概率的大小。從電子云圖中可以看出，離核越近，電子出現(xiàn)概率越大；離核越遠，電子出現(xiàn)概率越小。課堂練習量子力學把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。1、概念：常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。各能級的一個伸展方向的電子云輪廓圖即表示一個原子軌道。2、表示：3、軌道數(shù)ns原子軌道1個nd原子軌道有5個np原子軌道有3個nf原子軌道有7個課堂探究二、原子軌道不同能層的能級、原子軌道及電子云輪廓圖能層能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓圖的性質與取向形狀取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px、2py、2pz啞鈴形相互垂直M3s13s球形3p33px、3py、3pz啞鈴形相互垂直3d5………………4923N4s14s球形4p34px、4py、4pz啞鈴形相互垂直4d5………………4f7………………416課堂探究二、原子軌道學生活動：閱讀教材P14表1-2，小組討論歸納，回答下列問題：1、原子軌道的形狀有哪些？2、同一能層，不同能級的原子軌道個數(shù)有什么規(guī)律？3、不同能層，相同能級的原子軌道個數(shù)有什么規(guī)律？4、原子軌道的個數(shù)由什么決定？課堂探究思考交流課堂探究思考交流①能級與原子軌道數(shù)目的關系②原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關系：原子軌道為n2個①相同能層上原子軌道能量高低：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)...②不同能層，同一類能級能量高低：E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)…③同一能層同一能級原子軌道的能量相同，如2px、2py、2pz;軌道的能量相同【例3】如圖是s能級和p能級的原子軌道圖，下列說法正確的是（）【解析】s軌道為球形，p軌道為啞鈴形，A項錯誤；每個p能級只有3個原子軌道，B項錯誤；能層序數(shù)越小，s能級的原子軌道半徑越小，C項正確；鈉原子的電子在6個原子軌道上高速運動，D項錯誤。答案：CA.s能級和p能級的原子軌道形狀相同B.每個p能級都有6個原子軌道C.s能級的原子軌道半徑與能層序數(shù)有關D.鈉原子的電子在11個原子軌道上高速運動課堂練習1、符號3px所代表的含義是（）A.px軌道上有3個電子B.第三能層px軌道有3個伸展方向

C.px電子云有3個伸展方向D.第三能層沿x軸方向伸展的p軌道【解析】p能級有3個軌道，沿x、y、z三個不同的方向延伸，3px所代表的含義是第三能層沿x軸方向伸展的軌道，最多只容納2個電子。

答案：D課堂練習2、下列說法中正確的是（）A.s電子云是在空間各個方向上伸展程度相同的對稱形狀B.p電子云的形狀是對頂雙球C.L能層有d軌道D.2d能級包含5個原子軌道，最多容納10個電子【解析】s電子云是球形對稱的，因此s電子云是在空間各個方向上伸展程度相同的對稱形狀，A正確；p電子云是啞鈴形，B錯誤；L電子層只有2s、2p兩個能級，無d軌道，C錯誤；從第三電子層開始出現(xiàn)d能級，即沒有2d能級，D錯誤。答案：A課堂練習3、下列說法正確的是（）A.不同的原子軌道形狀一定不相同B.p軌道呈啞鈴形，因此p軌道上的電子運動軌跡呈啞鈴形C.2p能級有3個p軌道D.氫原子的電子運動軌跡呈球形【解析】不同能級的原子軌道形狀可以相同，如1s、2s能級的原子軌道都是球形，只是半徑不同，A錯誤；現(xiàn)在的技術無法測定電子在原子核外的運動軌跡，原子軌道只是體現(xiàn)電子的運動狀態(tài)，B、D錯誤；任何能層的p能級都有3個p軌道，C正確。答案：C課堂練習電子在核外的空間分布——電子云電子云輪廓圖原子軌道1.s原子軌道是球形的，p原子軌道是啞鈴形的2