高中化學(xué) 第1章 第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型 第2課時(shí) 量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述課件 魯科版選修3-魯科版高二選修3化學(xué)課件

1、第2課時(shí)量子力學(xué)對(duì)原子核外電子 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述第1章第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型1.知道描述原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的四個(gè)量子數(shù)的含義。2.理解用四個(gè)量子數(shù)描述原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。3.了解原子軌道和電子云的含義。學(xué)習(xí)目標(biāo)定位達(dá)標(biāo)檢測(cè)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān)新知導(dǎo)學(xué)新知導(dǎo)學(xué)啟迪思維 探究規(guī)律內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN新知導(dǎo)學(xué)XIN ZHI DAO XUE01011.電子層通常，我們用量子數(shù)n來描述電子離核的遠(yuǎn)近，習(xí)慣上稱為 。n的取值為正整數(shù)1,2,3,4,5,6，對(duì)應(yīng)的符號(hào)為K，L，M，N，O，P等。n越 ，電子離核的平均距離越遠(yuǎn)、能量越 。2.能級(jí)當(dāng)量子數(shù)n相同時(shí)，電子所具有的能量也可能不同

2、，因此，對(duì)同一個(gè)電子層，還可分為若干個(gè)能級(jí)。例如，n1時(shí)，有1個(gè) 能級(jí)；n2時(shí)，有1個(gè) 能級(jí)和1個(gè) 能級(jí)；n3 時(shí)，有1個(gè) 能級(jí)，1個(gè) 能級(jí)和1個(gè) 能級(jí)。電子層大一、原子軌道高sspspd量子數(shù)n符號(hào)能級(jí)種類原子軌道原子軌道數(shù)n1Ks1s n2Ls2sp2pn3Ms3sp3pd3d3.原子軌道(1)概念：原子中的單個(gè)電子的 狀態(tài)的描述。(2)n值所對(duì)應(yīng)的能級(jí)和原子軌道的情況空間運(yùn)動(dòng)1131354.電子的“自旋”處于同一原子軌道上的電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只能有兩種，分別用符號(hào)“ ”和“ ”表示。歸納總結(jié)(1)電子層、能級(jí)、原子軌道和自旋狀態(tài)四個(gè)因素決定了電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)與電子能量有關(guān)的因素是電子

3、層和能級(jí)，即處于同一電子層同一能級(jí)中的電子具有相同的能量。(3)處于同一個(gè)原子軌道上的電子有兩種不同的自旋狀態(tài)。在同一個(gè)原子中不存在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。例1下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是A.各能層的能級(jí)數(shù)按K、L、M、N分別為1、2、3、4B.各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開始至f能級(jí)結(jié)束C.各能層含有的能級(jí)數(shù)為n1D.各能層含有的電子數(shù)為2n2解析各能層中的能級(jí)數(shù)等于其所處的能層數(shù)，即當(dāng)n1時(shí)，它只有一個(gè)s能級(jí)，當(dāng)n2時(shí)，含有兩個(gè)能級(jí)分別為s、p能級(jí)，所以B、C都不正確；D選項(xiàng)中每個(gè)能層最多能填充2n2個(gè)電子，但不是一定含有2n2個(gè)電子。例2(2018邢臺(tái)市月考)下列能級(jí)符號(hào)表示錯(cuò)誤的是A.2p B

4、.3f C.4s D.5d解析每一能層的能級(jí)數(shù)與能層序數(shù)相等，且具有的能級(jí)依次為s、p、d、f，M能層只有3s、3p、3d能級(jí)，沒有3f能級(jí)。1.原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(1)電子的質(zhì)量 (9.109 51031 kg)，帶負(fù)電荷。(2)相對(duì)于原子和電子的體積而言，電子運(yùn)動(dòng)的空間 。(3)電子運(yùn)動(dòng)的速度 ，接近光速(3.0108 ms1)。很小很大二、電子云與原子軌道的圖形描述很快2.電子云(1)電子云：是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的 分布的形象化描述。(2)電子云輪廓圖的形狀：s能級(jí)的電子云輪廓圖是 形，p能級(jí)的電子云輪廓圖是 形。3.幾種原子軌道的圖形描述(1)s電子的原子軌道

5、呈 形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越 。概率密度球啞鈴球大相關(guān)視頻(2)p電子的原子軌道呈 形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。啞鈴(3)同理，d原子軌道、f原子軌道等也都有相應(yīng)的圖像。相關(guān)視頻歸納總結(jié)(1)電子云圖電子云圖中的小點(diǎn)不代表電子。小點(diǎn)疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，電子云越密集。如1s電子云比2s電子云更密集，2s電子云比1s電子云疏散。s能級(jí)的電子云為球形，只有一種空間伸展方向。p能級(jí)的電子云為啞鈴形，有三種空間伸展方向。(2)原子軌道同一電子層，不同能級(jí)其原子軌道形狀不同，數(shù)目不同，能量不同。不同電子層，同種能級(jí)其原子軌道形狀相似，

6、半徑不同，能量不同。s能級(jí)只有1個(gè)原子軌道，p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。例3(2019廣東汕頭月考)下列關(guān)于電子云的敘述中不正確的是A.電子云是用小黑點(diǎn)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(shí)際上是電子運(yùn)動(dòng)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(yuǎn)，電子出現(xiàn)概率概率越小D.能級(jí)類別不同，電子云的形態(tài)也不一樣解析電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)形態(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(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡。人們常用小黑點(diǎn)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

7、子出現(xiàn)概率越大；離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)概率越小。例4下列說法正確的是A.因?yàn)閜軌道是“8”字形，所以p電子是“8”字形B.電子層序數(shù)為3時(shí)，有3s、3p、3d 9個(gè)軌道C.氫原子中只有1個(gè)電子，故氫原子核外只有1個(gè)軌道D.電子云圖即是電子云輪廓圖，都是用來形象描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的解析p軌道呈啞鈴形，是指電子出現(xiàn)概率高的區(qū)域，而不是電子的形狀，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電子層序數(shù)為3時(shí)，有3s、3p、3d 3個(gè)能級(jí)，共有9個(gè)軌道，B項(xiàng)正確；氫原子中確實(shí)只有1個(gè)電子，但軌道是人為規(guī)定的，可以是空軌道，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。易錯(cuò)提醒電子云圖與電子云輪廓圖不是同一個(gè)概念，電子云輪廓圖實(shí)際上是電子云圖的大部分區(qū)域；電子云輪廓圖就是我們

8、通常所說的原子軌道圖。學(xué)習(xí)小結(jié)返回達(dá)標(biāo)檢測(cè)DA BIAO JIAN CE02021.下列各電子層中不包含p能級(jí)的是A.M電子層 B.N電子層C.L電子層 D.K電子層解析K電子層只包括s能級(jí)，L電子層包括s、p能級(jí)，M電子層包括s、p、d能級(jí)，N電子層包括s、p、d、f能級(jí)。1234562.下列各能級(jí)的原子軌道中，可容納電子數(shù)最多的是A.5d B.6pC.4f D.7s解析能級(jí)中所含原子軌道的數(shù)目取決于能級(jí)種類，與電子層序數(shù)無關(guān)，s、p、d、f能級(jí)分別含有1、3、5、7個(gè)原子軌道，每個(gè)原子軌道最多容納2個(gè)電子，所以4f軌道容納電子數(shù)最多。1234563.下列有關(guān)說法中正確的是A.一般而言，n越

9、大，電子離核平均距離越遠(yuǎn)，能量越低B.第n電子層中含有n個(gè)能級(jí)C.同一能級(jí)的不同原子軌道的能量是不同的D.處于同一原子軌道上的電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能相同，也可能不同解析多電子原子中，電子層序數(shù)n越大，電子離核越遠(yuǎn)，能量越高；同一能級(jí)的不同原子軌道空間伸展方向不同，其能量相同；同一原子軌道上的電子其自旋方向一定不同，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。1234564.對(duì)于鈉原子的第二電子層的p軌道2px、2py、2pz間的差異，下列說法中正確的是A.電子云形狀不同B.原子軌道的對(duì)稱類型不同C.電子的能量不同D.電子云空間伸展方向不同解析2px、2py、2pz所表示的是同一能級(jí)中的三個(gè)不同的原子軌道，其能量相同；2p

10、x、2py、2pz的電子云，原子軌道都是啞鈴形的，都是軸對(duì)稱圖形；在空間伸展方向上不同，D項(xiàng)正確。1234565.觀察2pz軌道電子云示意圖(如圖所示)，下列說法中錯(cuò)誤的是A.2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈z軸對(duì)稱B.點(diǎn)密集的地方表明電子出現(xiàn)的概率大C.電子先沿z軸正半軸運(yùn)動(dòng)，然后在負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)D.2pz軌道的形狀為兩個(gè)橢圓球解析觀察2pz軌道電子云示意圖發(fā)現(xiàn)，處于2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布相對(duì)于z軸對(duì)稱，電子主要在xy平面的上、下方出現(xiàn)，A正確；電子云中的小黑點(diǎn)疏密程度代表電子出現(xiàn)概率的大小，所以點(diǎn)密集的地方表明電子出現(xiàn)的機(jī)率大，B正確；在圖中，電子在空間出現(xiàn)的概率分布關(guān)

11、于z軸對(duì)稱，電子云并不是電子的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，C錯(cuò)誤；2pz軌道電子云形狀為兩個(gè)橢圓球，而不是面，D正確。1234566.回答下列問題：(1)n2的電子層有_個(gè)能級(jí)，_種形狀不同的電子云，有_個(gè)原子軌道，最多容納_個(gè)電子。1234562解析第2電子層有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，有s、p 2種形狀不同的電子云，有2s、2px、2py、2pz 4個(gè)原子軌道，每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，所以n2的電子層最多容納8個(gè)電子。248(2)用相應(yīng)的符號(hào)描述主量子數(shù)n2的所有的原子軌道_。1234562s、2px、2py、2pz解析n2的原子軌道為2s、2px、2py、2pz。 (3)處于一定空間狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象地描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在_個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。123456電子云解析電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖像一團(tuán)云霧，因而形象地稱為電子云，用于描述電子的概率密度分布。原子