電子云與原子軌道【備課精研+高效課堂】 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修二

1.3電子云與原子軌道第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)思考:宏觀物體與微觀物體（電子）的運(yùn)動有什么區(qū)別?宏觀物體的運(yùn)動特征：

宏觀物體的運(yùn)動可以準(zhǔn)確地測出它們在某一時刻所處的位置及運(yùn)行的速度；可以描畫它們的運(yùn)動軌跡。微觀物體的運(yùn)動特征：

核外電子質(zhì)量小(只有9.11×10-31kg)，運(yùn)動空間小（相對于宏觀物體而言），運(yùn)動速率大(近光速)；無確定的軌道，無法描述其運(yùn)動軌跡；不能同時準(zhǔn)確的測定其位置和速率。思考1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在

上繞核運(yùn)行。線性軌道1922年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者然而，1926年，玻爾建立的線性軌道模型被量子力學(xué)推翻。氫原子模型1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出：可以用一個數(shù)學(xué)方程描述核外電子的運(yùn)動狀態(tài)，為近代量子力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。埃爾溫·薛定諤(ErwinSchr?dinger)核外電子的運(yùn)動特點(diǎn)量子力學(xué)指出：一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子并不在玻爾假設(shè)的線性軌道上運(yùn)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。(核外電子運(yùn)動空間的不確定性與概率)薛定諤方程1、概率密度

ρ=

（電子在某處出現(xiàn)的概率）（該處的體積）氫原子1s電子的概率密度分布圖——核外電子的概率密度分布（看起來像一片云霧）一、電子云（1）定義：電子云是處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率分布的形象化描述。2、電子云①小黑點(diǎn)表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度。②小點(diǎn)越密，表明概率密度越大。③電子云圖很難繪制，使用不方便，故常使用電子云輪廓圖。（2）注意：

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。氫原子的1s電子云輪廓繪制過程xyz一、電子云3、電子云輪廓圖電子云圖難繪制電子云輪廓圖相同原子的s電子的電子云輪廓圖規(guī)律：①不同能級s電子的電子云形狀一致，均為球形。

②能層越高，s電子的電子云半徑越大。原因：由于電子能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)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(kuò)展(1)s電子云輪廓形狀一、電子云注意：①p電子云輪廓圖是啞鈴形的，每個p能級有3個相互垂直的電子云，分別以px、py、pz表示，右下角標(biāo)x、y、z分別是P電子云在直角坐標(biāo)系的取向。②在同一能層中px、py、pz的能量相同。③p電子輪廓的平均半徑隨n增大而增大。px、py、pz的電子云輪廓圖(2)P電子云輪廓形狀一、電子云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(guān)認(rèn)識正確的是(

)A、圖1中的每個小黑點(diǎn)表示1個電子B、圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)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(diǎn)的疏密表示某一時刻電子在核外出現(xiàn)概率的大小D1、定義：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個__________。2、表示：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。（1）s能級：只有____個原子軌道，呈_______球形原子軌道1二、原子軌道3、軌道數(shù)：xyzp電子的原子軌道：呈_______啞鈴形（2）p能級:有____個原子軌道，相對于x、y、z軸_____，它們相互垂直。對稱3二、原子軌道3、軌道數(shù)：d能級原子軌道（5個）f能級原子軌道（7個）二、原子軌道能級spdf最多可容納電子數(shù)261014原子軌道數(shù)

每個軌道容納電子數(shù)

【思考與交流】不同能級中的原子軌道數(shù)量：13572222二、原子軌道能層能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱原子軌道形狀取向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---【歸納總結(jié)】能層、能級和原子軌道之間的關(guān)系（P14）二、原子軌道②不同能層的同種能級的原子軌道形狀

，只是半徑

。能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑

，能量越高。④原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：原子軌道為

個。【分析P14表1-2】n2相同不同越大③p能級有

個原子軌道，它們互相垂直。在同一能層中px、py、pz的能量

，取向不同。同一能級中的軌道能量相等，稱為簡并軌道3相同①能級與原子軌道數(shù)目的關(guān)系能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目13571、下列說法正確的是（）A．p電子云是平面“8”字形的B．3p2表示3p能級中有兩個原子軌道C．2d能級包含5個原子軌道，最多容納10個電子D．s能級的原子軌道半徑與能層序數(shù)有關(guān)D2、基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號為____________，

該能層具有的原子軌道數(shù)為_______、電子數(shù)為_______。M

9

4

3、第N能層所含能級數(shù)、原子軌道數(shù)和最多容納電子數(shù)分別為（）A．3、32、2×32 B．4、42、2×32

C．5、42、5×32 D．4、42、2×42D原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：原子軌道數(shù)目＝n2每個原子軌道中最多可容納兩個電子，那么這兩個電子的運(yùn)動狀態(tài)有什么差異呢？構(gòu)造原理與電子排布式電子云&原子軌道電子排布式的書寫電子填充:

依據(jù)構(gòu)造原理書寫電子排布式