《電子云與原子軌道核外電子排布》素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1.通過(guò)原子核外電子運(yùn)動(dòng)的形象化表達(dá)，了解電子云和原子軌道的概念，形成宏觀辨識(shí)與微觀探析的核心素養(yǎng)2．通過(guò)對(duì)核外電子排布規(guī)律的探究，了解泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理等，形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)1.通過(guò)實(shí)例展示，討論總結(jié)，明確電子云的意義，落實(shí)各能級(jí)含有的原子軌道數(shù)及電子云的形狀2．通過(guò)練習(xí)落實(shí)泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理，書(shū)寫(xiě)微粒的核外電子軌道表示式

知識(shí)導(dǎo)圖

課前·新知導(dǎo)學(xué)電子云與原子軌道1.電子云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。小黑點(diǎn)越______表示概率密度越______。由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧，因而被形象地稱為電子云。s電子云為_(kāi)_______，p電子云是__________。概率密度密大球形啞鈴狀2．原子軌道(1)原子軌道：電子在原子核外的一個(gè)________________稱為一個(gè)原子軌道。(2)能級(jí)與原子軌道數(shù)目的關(guān)系?？臻g運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目________________________________1

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電子云中的一個(gè)小黑點(diǎn)表示電子在該處出現(xiàn)過(guò)一次嗎？微思考【答案】不是。電子云圖中獨(dú)立的小黑點(diǎn)沒(méi)有意義，小黑點(diǎn)的密度才有意義，小黑點(diǎn)的密度大小表示電子出現(xiàn)概率的大小。判斷正誤。(正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”)(1)原子軌道即為電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。

(

)(2)在原子中第n能層，電子占有的軌道數(shù)最多為n2。

(

)(3)同一原子中的npx與npy軌道形狀相同，半徑相同且在空間相互垂直。 (

)(4)電子云圖中小黑點(diǎn)密度的大小可表示電子的多少。 (

)(5)p軌道呈啞鈴狀，因此p軌道上的電子運(yùn)動(dòng)軌跡呈啞鈴狀。 (

)【答案】(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1．泡利原理在一個(gè)原子軌道里最多只能容納________個(gè)電子，而且自旋方向________，常用上下箭頭(↑和↓)表示。2．洪特規(guī)則基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道(能量相同的原子軌道)的電子總是先________________，且自旋__________。2

相反單獨(dú)分占平行3．電子排布的軌道表示式軌道表示式又稱電子排布圖，如氫原子、氧原子的軌道表示式分別為_(kāi)____、_________________。其中方框(或圓圈)表示____________，能量相同的原子軌道相連，箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子；“↑↓”稱電子對(duì)，“↑”或“↓”表示單電子(或稱未成對(duì)電子)。4．能量最低原理基態(tài)原子中，電子盡可能占據(jù)能量最______的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最________。原子軌道低低對(duì)于多電子的基態(tài)原子，核外電子排布總是按照構(gòu)造原理，由低能級(jí)依次排列才能保證原子的能量最低嗎？微思考【答案】不是。如Cr、Cu的核外電子排布。【答案】(1)√

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×課堂·素養(yǎng)初培任務(wù)一原子軌道圖形描述與電子云素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑宏觀辨識(shí)與微觀探析通過(guò)對(duì)電子云的描述，了解電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，認(rèn)識(shí)各類原子軌道的空間形狀，考查學(xué)生根據(jù)宏觀模型理解微觀的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力[情境導(dǎo)入](1)電子云圖中的小黑點(diǎn)的含義是什么？小黑點(diǎn)的密度表示什么？【答案】小黑點(diǎn)是電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象表述。小黑點(diǎn)密度越大，表明電子在核外出現(xiàn)概率密度越大。(2)電子在原子核外出現(xiàn)的概率有什么規(guī)律？【答案】離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，電子云越密集。(3)不同能層的同種能級(jí)符號(hào)的原子軌道形狀是否完全相同？【答案】不同能層的同種能級(jí)符號(hào)的原子軌道形狀相似，但不完全相同。只是原子軌道的半徑不同，能級(jí)序數(shù)n越大，電子的能量越大，原子軌道的半徑越大。例如1s、2s、3s軌道均為球形，原子軌道半徑：r(1s)＜r(2s)＜r(3s)。1．對(duì)電子云圖的說(shuō)明(1)電子云圖表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率，不代表電子的運(yùn)動(dòng)軌跡。(2)電子云圖中的小黑點(diǎn)是電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述，小黑點(diǎn)越密，表明電子在核外出現(xiàn)的概率密度越大。(3)常把電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率P＝90%的空間圈起來(lái)，即為電子云輪廓圖。[深化理解]2．不同能層中的原子軌道原子軌道名稱nsnpndnf特征①均以原子核為對(duì)稱中心②原子軌道的平均半徑分別隨能層數(shù)增大而增大，且同種能級(jí)符號(hào)的原子軌道形狀相似③同一能級(jí)不同軌道能量相同，如px、py、pz具有相同的能量④能層中能級(jí)數(shù)等于能層序數(shù)(n)，原子軌道總數(shù)為n2注：各能層的d軌道和f軌道各有其名稱、形狀和取向，此處不作贅述。如圖是2pz軌道電子云的示意圖，請(qǐng)觀察圖示并判斷下列說(shuō)法中不正確的是 (

)A．2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布關(guān)于z軸對(duì)稱B．s電子的電子云形狀是球形對(duì)稱的C．電子先沿z軸正半軸運(yùn)動(dòng)，然后再沿負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)D．2pz原子軌道形狀為啞鈴狀【答案】C[典例精練]【解析】電子云是表示電子在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)概率大小的圖形，它并不是電子運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌跡，C錯(cuò)誤。觀察1s軌道電子云示意圖，判斷下列說(shuō)法正確的是

(

)A．一個(gè)小點(diǎn)表示1個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子B．1s軌道的電子云形狀為圓形的面C．電子在1s軌道上運(yùn)動(dòng)就像地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)D．1s軌道電子云小點(diǎn)的疏密表示電子在某一位置出現(xiàn)的概率密度的大小【答案】D【解析】圖中的小點(diǎn)不表示電子，只表示電子在此位置出現(xiàn)的概率密度。任務(wù)二核外電子排布規(guī)律及其表達(dá)方式素養(yǎng)探源核心素養(yǎng)考查途徑科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)通過(guò)對(duì)核外電子排布規(guī)律的理解和認(rèn)識(shí)，考查學(xué)生對(duì)核外電子排布規(guī)律的表達(dá)能力、識(shí)別能力和典型結(jié)構(gòu)的分析與應(yīng)用能力[情境導(dǎo)入]【答案】①⑤⑥

②④

③⑦

⑦1．基態(tài)原子核外電子排布的規(guī)則(1)核外電子排布所遵循的規(guī)律。①能量最低原理：電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。②泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子且自旋相反。③洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占且自旋平行。[深化理解](2)構(gòu)造原理中的“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。從構(gòu)造原理示意圖可以看出，從第三能層就會(huì)出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象，這是因?yàn)?d能級(jí)的能量高于4s能級(jí)。按能量最低原理，電子在進(jìn)入核外電子層時(shí)，不是排完3p就排3d，而是先排4s，排完4s才排3d。由于能級(jí)交錯(cuò)，在次外層未達(dá)最大容量之前，已出現(xiàn)了最外層，而且最外層未達(dá)最大容量時(shí)，又進(jìn)行次外層電子的填充，所以原子最外層和次外層電子數(shù)常常達(dá)不到最大容量。(3)洪特規(guī)則特例。有少數(shù)元素基態(tài)原子的電子排布對(duì)于排布原則有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M(p6和d10)、半充滿(p3和d5)和全空(p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。如：Cr為1s22s22p63s23p63d44s2(錯(cuò)誤)，實(shí)際為1s22s22p63s23p63d54s1；Cu為1s22s22p63s23p63d94s2(錯(cuò)誤)，實(shí)際為1s22s22p63s23p63d104s1。2．原子核外電子排布的表示方法電子排布式意義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡(jiǎn)化電子排布式意義為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示實(shí)例K：[Ar]4s1

A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，該原子的軌道表示式為_(kāi)_______________________。

(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子與C元素的正一價(jià)離子的電子排布式都與氬原子相同，B元素的符號(hào)為_(kāi)_______，C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_________。

[典例精練](3)D元素正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_(kāi)___________，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)____________________。

(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_(kāi)_____，其價(jià)層電子軌道表示式為_(kāi)______。

【名師點(diǎn)撥】基態(tài)原子中未成對(duì)電子判斷的一般規(guī)律(1)在元素周期表中有如下一般規(guī)律：第ⅠA、ⅢA、ⅦA族元素