电子云与原子轨道课件高二下学期化学人教版选择性必修2

1.1.3电子云与原子轨道新人教版选择性必修2第一章原子结构与性质原子核外电子的运动状态是怎么样的呢？课堂探究课堂引入原子结构理论的发展尼尔斯·亨利克·戴维·玻尔1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。课堂探究化学史料薛定谔1926年薛定谔提出：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。量子力学推翻了玻尔的线性轨道模型。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。原子结构理论的发展课堂探究化学史料学生活动：阅读教材P12第1-4自然段，了解电子云，回答下列问题：1、概率密度的表达式及相关物理量的含义？2、电子云的概念？3、电子云与概率密度的关系？4、电子云中的小点与概率密度的关系？课堂探究思考交流电子在核外的空间运动分布(视频）1.概率密度氢原子1s电子的概率密度分布图用P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积，则

称为概率密度，用ρ表示课堂探究一、电子云科学家使用量子显微镜拍摄到的第一张氢原子电子云最高分辨率显微镜可见单个氢原子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。课堂探究一、电子云2.氢原子的1s电子在原子核外出现的概率密度分布图小点不是电子本身，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。课堂探究一、电子云3.电子云轮廓图1s电子的电子云轮廓图绘制过程将电子在原子核外空间出现的概率P＝90%

的空间圈出来，绘制电子云的轮廓图，便可描绘电子云的形状。课堂探究一、电子云电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图。①绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。②绘制电子云轮廓图：把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。yxzyzxpz课堂探究一、电子云3.电子云轮廓图问题1：观察相同原子的s电子的电子云轮廓图，总结规律(1)能层越高，s电子的电子云半径越大。

(2)不同能层s电子的电子云形状相同，均为球形。课堂探究一、电子云由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，电子云越来越向更大的空间扩展。3.电子云轮廓图问题2：p电子云有什么特点？p电子的电子云形状相同，均为哑铃形；且px、py、pz的电子云互相垂直。同一能层中px、py、pz的能量相同。课堂探究一、电子云d能级的原子轨道形状——花瓣形3.电子云轮廓图课堂探究一、电子云d的电子云轮廓图(五个伸展方向）f能级的原子轨道形状3.电子云轮廓图课堂探究一、电子云f的电子云轮廓图(七个伸展方向）【例1

】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。下列有关认识正确的是(

)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的电子云轮廓呈圆形,有无数对称轴D.图1中小黑点的疏密表示某一时刻电子在核外出现概率的大小D课堂练习【例2】下列关于电子云的叙述中不正确的是（）

A.电子云是用小黑点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形

B.电子云实际上是电子运动形成的类似云一样的图形

C.电子云图说明离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小

D.能级类别不同，电子云的形态也不一样答案：B【解析】电子云是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，而不是电子的实际运动轨迹。人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外空间出现概率的大小。从电子云图中可以看出，离核越近，电子出现概率越大；离核越远，电子出现概率越小。课堂练习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。1、概念：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。2、表示：3、轨道数ns原子轨道1个nd原子轨道有5个np原子轨道有3个nf原子轨道有7个课堂探究二、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原子轨道数原子轨道名称电子云轮廓图的性质与取向形状取向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………………4923N4s14s球形4p34px、4py、4pz哑铃形相互垂直4d5………………4f7………………416课堂探究二、原子轨道学生活动：阅读教材P14表1-2，小组讨论归纳，回答下列问题：1、原子轨道的形状有哪些？2、同一能层，不同能级的原子轨道个数有什么规律？3、不同能层，相同能级的原子轨道个数有什么规律？4、原子轨道的个数由什么决定？课堂探究思考交流课堂探究思考交流①能级与原子轨道数目的关系②原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道为n2个①相同能层上原子轨道能量高低：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)...②不同能层，同一类能级能量高低：E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)…③同一能层同一能级原子轨道的能量相同，如2px、2py、2pz;轨道的能量相同【例3】如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是（）【解析】s轨道为球形，p轨道为哑铃形，A项错误；每个p能级只有3个原子轨道，B项错误；能层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，C项正确；钠原子的电子在6个原子轨道上高速运动，D项错误。答案：CA.s能级和p能级的原子轨道形状相同B.每个p能级都有6个原子轨道C.s能级的原子轨道半径与能层序数有关D.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动课堂练习1、符号3px所代表的含义是（）A.px轨道上有3个电子B.第三能层px轨道有3个伸展方向

C.px电子云有3个伸展方向D.第三能层沿x轴方向伸展的p轨道【解析】p能级有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第三能层沿x轴方向伸展的轨道，最多只容纳2个电子。

答案：D课堂练习2、下列说法中正确的是（）A.s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状B.p电子云的形状是对顶双球C.L能层有d轨道D.2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子【解析】s电子云是球形对称的，因此s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状，A正确；p电子云是哑铃形，B错误；L电子层只有2s、2p两个能级，无d轨道，C错误；从第三电子层开始出现d能级，即没有2d能级，D错误。答案：A课堂练习3、下列说法正确的是（）A.不同的原子轨道形状一定不相同B.p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形C.2p能级有3个p轨道D.氢原子的电子运动轨迹呈球形【解析】不同能级的原子轨道形状可以相同，如1s、2s能级的原子轨道都是球形，只是半径不同，A错误；现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动状态，B、D错误；任何能层的p能级都有3个p轨道，C正确。答案：C课堂练习电子在核外的空间分布——电子云电子云轮廓图原子轨道1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是哑铃形的2