2024-2025学年高二化学课件（人教版2019选择性必修2）第一节原子结构第3课时

第一节原子结构第3课时第一章原子结构与性质21本节重点本节难点电子云原子轨道3电子自旋原子核一二三四电子层电子层模型示意图原子核外电子的运动状态是怎样的呢？1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在

上绕核运行。线性轨道1922年诺贝尔物理学奖获得者氢原子模型然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。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以出现，只是出现的概率不同。核外电子的运动特点(核外电子运动空间的不确定性与概率)埃尔温·薛定谔(ErwinSchrödinger)概率密度分布图与电子云图电子云与原子轨道氢原子1s电子的概率密度分布图概率密度(ρ)小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述P表示电子在某处出现的概率V表示该处的体积ρ＝PV

表达公式将出现概率90%的空间圈出来概率密度分布图与电子云图电子云与原子轨道电子云图与电子云轮廓图1s电子的电子云轮廓图绘制过程1s2s3s4s能层越高，s电子的电子云半径越大概率密度分布图与电子云图电子云与原子轨道相同原子的s电子的电子云轮廓图不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形概率密度分布图与电子云图电子云与原子轨道2py电子云px、py、pz的电子云轮廓图处于一定空间

的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述运动状态只有一种空间伸展方向三种空间伸展方向，分别相对于x、y、z轴对称——球形——哑铃形s电子云p电子云1s2s3s4s概率密度分布图与电子云图电子云与原子轨道电子云图概念含义形状用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大s电子的原子轨道呈

形，能层序数越大，原子轨道的半径越___形状一量子力学把电子在原子核外的一个

称为一个原子轨道空间运动状态球大原子轨道电子云与原子轨道1s2s3sxyzxyzxyzxyz4s概念形状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哑铃原子轨道电子云与原子轨道形状形状二s能级的原子轨道是1个，p能级的原子轨道是3个，那么，d、f能级中的原子轨道数量是多少呢？能级spdf最多可容纳电子数261014原子轨道数13单轨道容纳电子数225722p电子的原子轨道呈

形，能层序数越大，原子轨道的半径越大哑铃原子轨道电子云与原子轨道形状形状二各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目1357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关系一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。同一能层中px、py、pz的能量相同关系二原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2关系三原子轨道与能层序数的关系电子云与原子轨道能层能级原子轨道数原子轨道符号电子云轮廓图形状取向K1s11s球形——L2s12s球形——2p32px、2py、2pz哑铃形相互垂直M3s13s球形——3p33px、3py、3pz哑铃形相互垂直3d5——————能层、能级和原子轨道之间的关系电子云与原子轨道每个原子轨道中最多可容纳两个电子，那么，这两个电子的运动状态有什么差异呢？斯特恩-盖拉赫实验在斯特恩-盖拉赫实验中发现了银原子束经过不均匀磁场，产生了偏转，并最终在屏幕垂直方向上，形成了两个上下对称的非连续分布。至此，所有的粒子从理论上就都有了——自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头(“↑”“↓”)表示自旋相反的电子电子自旋沃尔夫冈·泡利1925年，泡利正式提出：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理(泡利不相容原理)物理史上最嚣张的论文——1页1925年，两个物理研究生，竟然搞出了电子自旋的概念，认为契合了天才泡利的预测，于是就整出了1页的论文。没想到的是，这个理论竟然违背了爱因斯坦相对论，其速度居然达到了光速10倍，偏偏还是对的！他们分别叫，乌仑贝克和高斯密特。(左乌伦贝克，右古德斯米特，拍摄时间约为1928年)1．(2023下·湖北·高二校联考期中)图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是A．图1中的每个小黑点都表示1个电子B．图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴D．图2表示1s电子只能在球体内出现【答案】C【详解】A．电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示空间各电子出现的几率，故A错误；B．小黑点表示空间各电子出现的几率，故B错误；C．圆形轨道沿剖面直径连线，所以有无数对称轴，故C正确；D．图2表示电子云轮廓图，在界面内出现该电子的几率大于90%界面外出现该电子的几率不足10%，电子也可能在球外出现，故D错误；故选C。2．(2022上·福建福州·高二福建省福州第一中学校考期末)下列说法中，正确的是A．1s电子云轮廓图呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动B．电子云轮廓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能级的原子轨道的电子云轮廓图如图所示D．3d6表示3d能级有6个原子轨道【答案】C【详解】A．电子云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，A错误；B．小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，密则概率大，疏则概率小，B错误；C．s轨道为球形，则ns能级的电子云轮廓图可表示为

，C正确；D．3d6表示3d能级有6个电子，D错误；3．(2023上·上海杨浦·高二上海市控江中学校考期末)对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，错误的是A．电子云形状相同

B．自旋方向相同C．能量相同

D．在同一轨道【答案】D【详解】A．基态碳原子核外两个未成对电子，其电子云形状都为哑铃形，故A正确；B．两个未成对电子符合洪特规则，自旋方向相同，故B正确；C．两个未成对电子在2p能级上，其能量相同，故C正确；D．两个未成对电子符合洪特规则，优先单独占据一个轨道，因此两个电子在不同轨道，故D错误。4．(2023·全国·高三专题练习)玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动B．3px、3py、3pz的轨道相互垂直，能量不同C．各原子能级之间的能量差不一致，这是量子力学中原子光谱分析的理论基础D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量【答案】B【详解】A．球形表示电子在核外运动概率轮廓图，而非电子运动轨迹，故A错误；B．p能级在空间有三种取向相互垂直且能量相同，如3px、3py、3pz相互垂直能量相同，故B正确；C．各原子的能级由于电子填充情况不同，能量有所差异。不同元素的原子发生跃迁时吸收或释放不同的光，从而利用其原子光谱进行元素分析，故C错误；D．同一能层np能量大于ns，故D错误；5．(2022下·高二单元测试)如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图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【答案】D【详解】电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px