第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第3課時(shí)電子云與原子軌道泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理課標(biāo)要求知道原子核外電子的能級高低順序，了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理。認(rèn)識基態(tài)原子中核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則等。知道1~36號元素基態(tài)原子核外電子的排布。知道電子的運(yùn)動狀態(tài)（空間分布及能量）可通過原子軌道和電子云模型來描述。宏觀、微觀運(yùn)動的不同宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較慢很快(接近光速)位移可測位移、能量不可同時(shí)測定能量可測軌跡可描述(畫圖或函數(shù))不可確定原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)是怎樣的？1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行。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。氫原子模型薛定諤方程埃爾溫·薛定諤

1926年奧地利物理學(xué)家薛定諤提出：可以用一個(gè)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)。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。

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定的線性軌道上運(yùn)行，而在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可以算出它們的概率密度分布。P表示電子在某處出現(xiàn)的概率V表示該處的體積

概率密度：ρ=1.概率密度1電子云

氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖小點(diǎn)并不是電子本身,而是表示1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述。小點(diǎn)越密，表明概率密度越大。

由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱為電子云。(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)不代表電子的運(yùn)動軌跡。2.電子云圖中許多的小點(diǎn)表示H原子的電子嗎？常把電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率P=90%的空間圈起來即為電子云輪廓圖。2.電子云輪廓圖如氫原子電子云輪廓圖的繪制：xyz電子云圖繪制比較困難，常用電子云輪廓圖代替。1s2s3s4s同一原子的

s

電子的電子云輪廓圖(1)s電子的電子云輪廓圖s

能級的電子云輪廓是球形。2.能層越高，s電子的電子云半徑越大。1.所有原子不同能層的

s電子云輪廓圖均為球形；p能級的電子云輪廓是啞鈴形，每個(gè)p能級都有3個(gè)相互垂直的電子云，分別稱為px、py

和

pz

，右下標(biāo)ⅹ、y、z分別是p電子云在直角坐標(biāo)系里的取向，如圖所示。px、py、pz的電子云輪廓圖(2)p電子的電子云輪廓圖2原子軌道量子力學(xué)把電子在原子核外的一種空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。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s能級原子軌道：s電子的原子軌道呈

形對稱，s軌道只有

個(gè)軌道。球能層序數(shù)越大，s原子軌道的半徑越

。大1p軌道：p電子的原子軌道呈

形，P軌道在空間有

個(gè)伸展方向，

它們互相垂直，包括

、

、

共

個(gè)軌道。啞鈴3PxPyPz3注意：(1)同一能層中，px、py、pz的能量相同（如2px、2py、2pz軌道的能量相等）。(2)人們把同一能級的幾個(gè)能量相同的原子軌道稱為簡并軌道。各能級的一個(gè)伸展方向的電子云輪廓圖即表示一個(gè)原子軌道。f能級原子軌道（7個(gè)）d能級原子軌道（5個(gè)）能級符號nsnpndnf軌道數(shù)目原子軌道形狀②形狀和大小相同，但取向不同的原子軌道，能量相等。

如2Px、2Py、2Pz能量相等1357球形啞鈴形花瓣形——總結(jié)歸納①不同能層相同能級的原子軌道的形狀和取向相同，只是半徑不同。

能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大。能層能級原子軌道數(shù)原子軌道名稱原子軌道的形狀和取向1K1s11s球形——2L2s12s球形——2p32px、2py、2pz啞鈴形互相垂直3M3s13s球形——3p33px、3py、3pz啞鈴形互相垂直3d5………………4N4s14s球形——4p34px、4py、4pz啞鈴形互相垂直4d5……………...4f7………………14916③原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系是：原子軌道為

個(gè)。n2小結(jié)1.s原子軌道是球形的，p原子軌道是啞鈴形的2.原子軌道數(shù)與能層序數(shù)n的關(guān)系：原子軌道數(shù)=n23.不同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，只是半徑不同；能層序

數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大

相同能層的同種能級的原子軌道形狀相似，半