第三課時(shí) 電子云與原子軌道 泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解核外電子運(yùn)動(dòng)、電子云輪廓圖和核外電子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài) 。
2. 了解泡利原理和洪特規(guī)則，會(huì)書寫和說明1-36號(hào)元素基態(tài)原子的核外電子排布式和軌道表示式
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】泡利原理和洪特規(guī)則在軌道表示式書寫中的應(yīng)用
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和電子云輪廓圖
【課前預(yù)習(xí)】
舊知回顧：
1、能級(jí)能量大小的判斷方法：
①先看能層，一般情況下，能層序數(shù)越大，能量越 高 ；
再看同一能層各能級(jí)的能量順序?yàn)椋篍(ns) < E(np) < E(nd) < E(nf) ……
②不同能層中同一能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越 高 。
③不同原子同一能層，同一能級(jí)的能量大小 不同 。
2、構(gòu)造原理示意圖中，從1s至5s電子的排布順序： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s
新知預(yù)習(xí)：
1、電子云：由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云
2、原子軌道：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道
3、泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反，這個(gè)原理被稱為泡利原
理（也稱為泡利不相容原理）
4、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，稱為洪特規(guī)則
5、能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，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，這就是能量最低原理
【課中探究】
情景導(dǎo)入：通過剛才的視頻，我們發(fā)現(xiàn)，電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是很復(fù)雜的，那么電子到底是如何運(yùn)動(dòng)的，視頻中提到的電子構(gòu)成的概率云，自旋又指的是什么，通過今天的學(xué)習(xí)，我們就能解決這些問題。
一、電子云與原子軌道
任務(wù)一、了解電子云的相關(guān)內(nèi)容
【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P12第1-4自然段，了解電子云，回答下列問題：
1、概率密度的表達(dá)式及相關(guān)物理量的含義？
用P表示電子在某處出現(xiàn)的概率，V表示該處的體積，則 稱為概率密度，用ρ
表示。
2、電子云的概念？
由于核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。
3、電子云與概率密度的關(guān)系？
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概率密度分布的形象化描述。
4、電子云中的小點(diǎn)與概率密度的關(guān)系？
電子云圖中小點(diǎn)越密，表示電子出現(xiàn)的概率越大。
任務(wù)二、認(rèn)識(shí)電子云輪廓圖
【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P12第5，6自然段，和P13第1，2自然段，了解電子云輪廓圖的內(nèi)容，回答下列問題：
1、繪制電子云輪廓圖的目的？
表示電子云輪廓的形狀，對(duì)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述。
2、繪制電子云輪廓圖的方法？
把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來
3、s、p電子云輪廓圖的形狀？
s——球形，p——啞鈴狀
4、p電子云輪廓圖有幾種，如何表示，什么關(guān)系？
3種，px、py、pz，px、py、pz相互垂直
5、電子云輪廓圖的大小與能層序數(shù)的關(guān)系及產(chǎn)生這種變化的原因？
關(guān)系：同一原子的能層越高，電子云的半徑越大
原因：隨著能層序數(shù)的增大，電子的能量依次增高，電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大，電子云越來越向更大的空間擴(kuò)展。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練1】下列說法中正確的是（ ）
A.電子云通常是用小黑點(diǎn)來表示電子的多少
B.能量高的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，能量低的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)
C.處于最低能量狀態(tài)的原子叫基態(tài)原子
D.電子僅由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生原子光譜
【答案】C
【解析】電子云是用小黑點(diǎn)表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率，小黑點(diǎn)的疏密表示出現(xiàn)概率的大小，A錯(cuò)誤；通常能量低的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；基態(tài)原子的能量最低，C正確；電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，或由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，都會(huì)產(chǎn)生原子光譜，D錯(cuò)誤。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練2】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)概率越小
D.能級(jí)類別不同，電子云的形態(tài)也不一樣
【答案】B
【解析】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，電子出現(xiàn)概率越大；離核越遠(yuǎn)，電子出現(xiàn)概率越小。
【對(duì)應(yīng)訓(xùn)練3】下列關(guān)于1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖，也稱電子云示意圖(如圖所示)
的有關(guān)說法中，正確的是（ ）
A.通常用小點(diǎn)來表示電子的多少，小點(diǎn)越密，電子數(shù)目越多
B.小點(diǎn)越密，單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)越大
C.氫原子核外電子繞核做高速圓周運(yùn)動(dòng)
D.氫原子的電子云就是氫原子的核外電子分布圖
【答案】B
【解析】電子云是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果的形象描述。小點(diǎn)密度大表示單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的概率大。取電子出現(xiàn)的概率P=90%的空間圈出來，形成電子云輪廓圖。
任務(wù)三、探究原子軌道
【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P14表1-2，小組討論歸納，回答下列問題：
1、原子軌道的形狀有哪些？
s軌道——球形，p軌道——啞鈴形
2、同一能層，不同能級(jí)的原子軌道個(gè)數(shù)有什么規(guī)律？
s能級(jí)——1個(gè)，p能級(jí)——3個(gè)，d能級(jí)——5個(gè)，f能級(jí)——7個(gè)
3、不同能層，相同能級(jí)的原子軌道個(gè)數(shù)有什么規(guī)律？
不同能層，相同能級(jí)的原子軌道個(gè)數(shù)相同
4、原子軌道的個(gè)數(shù)由什么決定？
由能級(jí)決定
【思考題】1、同一能層不同能級(jí)的原子軌道，能量大小如何判斷？
同一能層各能級(jí)的能量順序?yàn)椋篍(ns)< E(np)

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高中化學(xué)人教版 (2019)選擇性必修2電子課本

第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修2

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