高中化学 1.1.2《原子核外电子运动》教学课件 鲁科版选修3.ppt

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1、第第2课时课时原子核外电子运动原子核外电子运动原子原子轨轨道的道的图图形描述形描述(1)原子原子轨轨道示意道示意图图概念概念将原子将原子轨轨道的空道的空间间分布在直角坐分布在直角坐标标系中表示出来的系中表示出来的图图形，形，就是原子就是原子轨轨道示意道示意图图。(2)s、p轨轨道示意道示意图图s轨轨道在三道在三维维空空间间分布的分布的图图形形为为_形，即形，即该该原子原子轨轨道具道具有球有球对对称性。称性。笃学笃学一一原子轨道的图形描述和电子云原子轨道的图形描述和电子云1.球球p轨轨道空道空间间分布的分布的图图形特点是分形特点是分别别相相对对于于x、y、z轴对轴对称，称，因此，因此，p轨轨道在

2、空道在空间间的分布分的分布分别别沿沿x、y、z三个方向，即三个方向，即p能能级级原子原子轨轨道的形状是道的形状是_形。如下形。如下图图所示。所示。纺锤纺锤说明说明：(1)p能能级级的的3个原子个原子轨轨道互相垂直，在同一道互相垂直，在同一电电子子层层中中px、py、pz的能量相同。的能量相同。(2)不同不同电电子子层层的同种能的同种能级级的原子的原子轨轨道形状相似，只是半径道形状相似，只是半径不同，不同，电电子子层层数数n越大，越大，电电子的能量越大，原子子的能量越大，原子轨轨道的半道的半径越大。例如，径越大。例如，1s、2s、3s轨轨道均道均为为球形，原子球形，原子轨轨道半径道半径及能量：及

3、能量：r(1s)r(2s)r(3s)，E(1s)E(2s)E(3s)。电电子云子云(1)电电子云的概念子云的概念形象地描述形象地描述电电子在原子核外子在原子核外单单位体位体积积内出内出现现的的_大小大小的的图图形称形称为电为电子云子云图图。(2)1s轨轨道的道的电电子云子云图图1s轨轨道的道的电电子云子云图图1s轨道的电子云图轨道的电子云图由于由于处处于于1s轨轨道上的道上的电电子在空子在空间间出出现现的的概率分布呈球形概率分布呈球形对对称，且称，且电电子在原子子在原子核附近核附近单单位体位体积积内出内出现现的概率大，离的概率大，离核越核越远远，单单位体位体积积内内电电子出子出现现的概率的概率

4、越小。如右越小。如右图图所示：所示：2概率概率(3)电电子云的意子云的意义义电电子云的形状并不是子云的形状并不是电电子的运子的运动轨动轨道。它是道。它是电电子子_的的统计结统计结果。果。电电子云子云图图中小黑点密的地方，中小黑点密的地方，说说明在那里明在那里电电子在子在_；小黑点稀疏的地方，；小黑点稀疏的地方，说说明在那里明在那里电电子在子在_。说明说明：在：在电电子云子云图图中，一个小黑点并不代表一个中，一个小黑点并不代表一个电电子，它子，它只是代表只是代表电电子在核外此子在核外此处处出出现过现过。出出现现概率概率单单位体位体积积内出内出现现的概率大的概率大单单位体位体积积内出内出现现的概率

5、小的概率小通通过过两两课时课时的学的学习习，你，你对对“原子原子结结构构”知知识识又有了哪些又有了哪些新的新的认识认识？提示提示(1)对对原子原子结结构的构的认识过认识过程是漫程是漫长长的，的，许许多科学家都多科学家都做出了巨大的努力，并且量子力学理做出了巨大的努力，并且量子力学理论论肯定也是不完肯定也是不完备备的，的，对对原子原子结结构的探索空构的探索空间还间还是很大的。是很大的。(2)加深了加深了对对核外核外电电子运子运动动特征的理解特征的理解核外核外电电子运子运动动的的能量是不能量是不连续连续的，分的，分为为不同的能不同的能级级因此得到的因此得到的氢氢原子原子光光谱谱是是线线状光状光谱谱

6、。(3)正确运用四个量子数正确运用四个量子数(n、l、m、ms)描述核外描述核外电电子的运子的运动动状状态态。【慎思慎思1】电电子云和原子子云和原子轨轨道有何道有何联联系呢？系呢？提示提示在在电电子云和原子子云和原子轨轨道中，道中，应应注意注意电电子云概念的抽象子云概念的抽象性，即性，即电电子云子云实际实际上不存在，上不存在，电电子云只是形象地描述子云只是形象地描述电电子子在核外的运在核外的运动动状状态态，尤其，尤其对对于于电电子云中小黑点以及疏密的子云中小黑点以及疏密的意意义义要明确。要明确。当当电电子排布在同一能子排布在同一能级级的不同的不同轨轨道道时时，总总是是优优先先单单独占据独占据一

7、个一个轨轨道，而且自旋方向相同，道，而且自旋方向相同，这这个个规则规则是洪特是洪特规则规则。一个原子一个原子轨轨道里最多只能容道里最多只能容纳纳2个个电电子，而且自旋方向相子，而且自旋方向相反，反，这这个原理称个原理称为为泡利原理。泡利原理。电电子排布子排布图图：能反映各：能反映各轨轨道的能量的高低及各道的能量的高低及各轨轨道上的道上的电电子分布情况、自旋状子分布情况、自旋状态态。【慎思慎思2】原子原子轨轨道特点：道特点：a.s原子原子轨轨道是球形的，道是球形的，p原子原子轨轨道是道是纺锤纺锤形的；形的；b.能能层层序数序数n越大，原子越大，原子轨轨道的半径越大；道的半径越大；c.不同能不同能

8、层层的同种能的同种能级级的原子的原子轨轨道形状相似，只是半径不同；道形状相似，只是半径不同；d.s能能级级只有一个原子只有一个原子轨轨道；道；e.p能能级级有有3个原子个原子轨轨道，互相垂直，道，互相垂直，可分可分别别以以px、py、pz表示。表示。原子原子轨轨道的道的图图像描述像描述s能能级级的原子的原子轨轨道和道和p能能级级的原子的原子轨轨道道图图分分别别如下，由此可如下，由此可见见：s电电子的原子子的原子轨轨道都是球形的，道都是球形的，p电电子的原子子的原子轨轨道是道是纺纺锤锤形的，每个形的，每个p能能级级的的3个原子个原子轨轨道相互垂直。道相互垂直。要点一要点一|原子轨道的图像描述和电

9、子云原子轨道的图像描述和电子云1电电子云子云人人们们常用小黑点的疏密程度来表示常用小黑点的疏密程度来表示电电子在原子核外出子在原子核外出现现概概率的大小。点密集的地方表示率的大小。点密集的地方表示电电子在那里出子在那里出现现的概率大，的概率大，点稀疏的地方表示点稀疏的地方表示电电子在那里出子在那里出现现的概率小。的概率小。这这种形象地种形象地描述描述电电子在空子在空间间出出现现概率大小的概率大小的图图形称形称为电为电子云子云图图。特别提醒特别提醒：电电子云是子云是电电子在核外空子在核外空间间各各处处出出现现概率密度大概率密度大小的形象化描述。小的形象化描述。注意注意：电电子云是一个形象化描述子

10、云是一个形象化描述一个小黑点不代表一个一个小黑点不代表一个电电子子电电子云的疏密代表子云的疏密代表电电子在那里出子在那里出现现的概率密度的大小的概率密度的大小2下列下列说说法中正确的是法中正确的是()。A因因为为p轨轨道是道是“8”字型的，所以字型的，所以p电电子走子走“8”字形字形B主量子数主量子数为为3时时，有，有3s、3p、3d、3f四个四个轨轨道道C氢氢原子中只有一个原子中只有一个电电子，故子，故氢氢原子只有一条原子只有一条轨轨道道D原子原子轨轨道与道与电电子云都是用来形象描述子云都是用来形象描述电电子运子运动动状状态态的的解析解析A项项p轨轨道是道是纺锤纺锤形，是指形，是指电电子出子

11、出现频现频率高的率高的“区域区域”的形状；的形状；B项项主量子数主量子数为为3时时，没有，没有3f轨轨道；道；C项氢项氢原子中原子中有一个有一个电电子，但子，但轨轨道是人道是人们规们规定的，定的，还还存在着存在着许许多空多空轨轨道；道；D项项正确。正确。答案答案D【例例1】s型型电电子云呈球形子云呈球形对对称；称；p型型电电子云呈子云呈纺锤纺锤形形对对称，称，有有x、y、z三个伸展方向，有三个三个伸展方向，有三个轨轨道；道；d型型电电子云子云和和f型型电电子云都子云都较较复复杂杂，d型型电电子云有五个伸展方向子云有五个伸展方向(五个五个轨轨道道)，f型型电电子云有七个伸展方向子云有七个伸展方向

12、(七个七个轨轨道道)。观观察察1s轨轨道道电电子云示意子云示意图图，下列，下列说说法正确的是法正确的是()。【体验体验1】A一个小黑点表示一个小黑点表示1个自由运个自由运动动的的电电子子B1s轨轨道的道的电电子云形状子云形状为圆为圆形的面形的面C电电子在子在1s轨轨道上运道上运动动像地球像地球围绕围绕太阳太阳旋旋转转D1s轨轨道道电电子云的点的疏密表示子云的点的疏密表示电电子在子在某一位置出某一位置出现现机会的多少机会的多少解析解析点密集的地方，表示点密集的地方，表示电电子在那里出子在那里出现现的概率大；点的概率大；点稀疏的地方，表示稀疏的地方，表示电电子在那里出子在那里出现现的概率小。的概率

13、小。这这种形象地种形象地描述描述电电子在空子在空间间出出现现的概率大小的的概率大小的图图形称形称为电为电子云子云图图。由。由上上图图可知，可知，处处于于1s轨轨道上的道上的电电子在空子在空间间出出现现的概率分布呈的概率分布呈球形球形对对称，而且称，而且电电子在原子核附近出子在原子核附近出现现的概率最大，离核的概率最大，离核越越远远出出现现的概率越小。的概率越小。图图中的小黑点不表示中的小黑点不表示电电子，而表示子，而表示电电子曾子曾经经出出现过现过的位置。的位置。答案答案D下列下列说说法是否正确？如不正确，法是否正确？如不正确，应应如何改正？如何改正？(1)s电电子子绕绕核旋核旋转转，其，其轨

14、轨道道为为一一圆圆圈，而圈，而p电电子是走子是走字形。字形。(2)主量子数主量子数为为1时时，有自旋相反的两条，有自旋相反的两条轨轨道。道。(3)主量子数主量子数为为3时时，有，有3s、3p、3d、3f四条四条轨轨道。道。解析解析本本题题是涉及是涉及电电子云及量子数的概念子云及量子数的概念题题。必。必须须从基本从基本概念出概念出发发，判断正，判断正误误。(1)不正确，因不正确，因为电为电子运子运动动并无固定并无固定轨轨道。道。应应改改为为：s电电子子在核外运在核外运动电动电子云子云图图像或概率分布呈球形像或概率分布呈球形对对称，其剖面称，其剖面图图是个是个圆圆。而。而p电电子云子云图图像或概率

15、分布呈像或概率分布呈哑铃哑铃型，其剖面型，其剖面图图是是形。形。【案例案例】(2)不正确，因不正确，因为为n1，l0，m0，只有一个，只有一个1s原子原子轨轨道。道。应应改改为为主量子数主量子数为为1时时，在，在1s原子原子轨轨道中有两个自旋相反道中有两个自旋相反的的电电子。子。(3)不正确，因不正确，因为为n3时时，l只能取只能取0、1、2，所以没有，所以没有3f，另外另外3s、3p、3d的的电电子云形状不同，子云形状不同，3p有有m0、1三种三种空空间间取向不同的运取向不同的运动动状状态态，有，有3个原子个原子轨轨道，道，3d有有m0、1、2五种空五种空间间取向，有取向，有5个原子个原子轨轨道。因此道。因此应应改改为为：主：主量子数量子数为为3时时，有，有9个原子个原子轨轨道。道。答案答案见见解析解析同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全