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1、第一章原子结构与性质1.1 原子结构第3课时 量子力学指出，一定空间运动状态的电子并不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可以算出它们的概率密度分布。P表示电子在某处出现的概率 V表示该处的体积 概率密度：=1.概率密度一、电子云 氢原子的1s电子在原子核外出现的概率分布图小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。小点越密，表明概率密度越大。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象的称作“电子云”。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云(电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述
2、)。电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图 s电子云轮廓图的绘制过程将出现概率90%的空间圈出来2.电子云注意：(1)电子云图表示电子在核外空间某处出现的概率,不代表电子的运动轨迹。(2)电子云图中的小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,小 黑点越密,表明电子在核外出现的概率密度越大。1.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是()A.图1中的每个小黑点表示1个电子B.图2表示1s电子只能在球体内出现C.图2表明1s轨道呈圆形,有无数对称轴D.图1中小黑点的疏密表示某一时刻电子在核外出现概率的大小【课堂练习】【思考】以下为相同原子的s电子
3、的电子云轮廓图，你有什么发现？同一原子能层越高，s电子云半径越大1s2s3s4s原因：由于电子能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率增大，电子云越来越向更大的空间扩展1.定义:电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。2.形状(轮廓图)s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。1s2s3s4s二、原子轨道p能级有三个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示，同一能层中px、py、pz的能量相同。单个电子在原子核外的空间运动状态能级nsnpndnf最多电子数能级轨道数目能层轨道数目电子层为n的状态
4、有 个原子轨道第 11 页小结1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是哑铃形的2.原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数=n23.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是半径不同；能层序 数n越大，原子轨道的半径越大 相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半径相同，能量相同，方向不同4.s能级只有1个原子轨道；p能级有3个原子轨道，互相垂直，可分别以px、py、pz表示，能量相等。如2px、2py、2pz轨道的能量相等。1.电子自旋：电子除空间运动状态外，还有一种状态叫做自旋。自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向 常用方向相反的箭头“
5、”和“”表示自旋状态相反的电子三、泡利原理、洪特规则、能量最低原理2.电子排布的轨道表达式（又称电子排布图）是表述电子排布的一些种图式用或代表一个原子轨道 能量相同的原子轨道（简并轨道）的方框相连。不同能级中的或要相互分开，同一能级中的或要相互连接箭头表示一种自旋状态的电子,“”称电子对,“”或“”称单电子(或称未成对电子)能直观反映出点子的排布情况及点子的自旋状态如Al原子电子排布图：1.泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自 旋状态相反。（也称泡利不相容原理）四、基态原子的核外电子排布规律He 1s22.洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋
6、平行。如：C原子基态时的电子排布式1s2 2s22p2 注意：洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的,并不适用于电子 填入能量不同的轨道。5.能量最低原理：多电子原子在基态时原子核外电子优先占有能量最低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于136号元素来说，应重点掌握和记忆“1s2s2p3s3p4s3d4p”这一顺序)。原因：整个原子的能量有核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。LiBeBCNOFNe【课堂练习2】画出下列原子基态时的电子排布图(1)一个方框 表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。(2)不同能级中的 要相
7、互分开，同一能级中的 要相互连接。s轨道为 ，p轨道为 ，d轨道为(3)整个轨道表示式中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。(4)当一个 中有2个电子时，它们的自旋状态必须相反。当同一能级中的 不同原子轨道有多个单电子时，电子要分占不同的原子轨道且自旋平行书写轨道表示式时的“五”注意洪特规则特例：全空、半充满、全充满时相对稳定相对稳定的状态全充满：p6、d10、f14半充满:p3、d5、f7全空:p0、d0、f0【课堂练习3】不满足洪特规则不满足能量最低原理不满足构造原理1.下列电子轨道排分别违背了哪些原则练习检测2.下列轨道表示式中哪个是氧的基态原子？为什么？A.B.C.3.下列有关氧原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是4.下列电子排布图能表示某原子的最低能量状态的是D