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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第3课时
1913年玻尔氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行
氢原子光谱与氢原子能级
玻尔提出的氢原子模型的优点和缺陷？
概率密度：
1926年，量子力学推翻了玻尔的氢原子模型，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。
一、电子云
P表示电子在某处出现的概率；
V表示该处的体积；
任务一：电子云与原子轨道
氢原子1s电子在原子
核外出现的概率密度
分布图
图1-7 氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图
图1-7 中的小点是什么呢？是电子吗？
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”。
一、电子云
任务一：电子云与原子轨道
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)。
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
一、电子云
任务一：电子云与原子轨道
p电子云轮廓图的绘制过程
1s 2s 3s 4s
相同原子的s电子的电子云轮廓图
如图：你能发现什么规律——不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。能层越高，s电子的电子云半径越大。原因是什么？
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
思考与讨论1：
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)：
（1）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。
1s
2s
3s
4s
(2）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。
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。
二、原子轨道
任务一：电子云与原子轨道
请整理能层、能级和原子轨道之间的关系，并填表。
能层 能级 原子 轨道数 原子轨道符号 电子云轮廓图 形状 取向
K 1s ——
L 2s ——
2p
M 3s ——
3p
3d —— —— ——
1 1s 球形 ——
1 2s 球形 ——
3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直
1 3s 球形 ——
3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直
5 —— —— ——
思考与讨论2：
小结：原子轨道与能层序数的关系
1.不同能层的同种能级的原子轨道形状 ，只是 不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越 。
2.s能级只有 个原子轨道。p能级有 个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量 。
3.原子轨道数与能层序数(n)的关系是原子轨道为 个。
相同
半径
大
1
3
相同
n2
能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ...
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6
2 8 18 32 50 寻找每一能级最多能容纳电子数的规律，为什么？
为什么每个能级可容纳的最多电子数是那些奇数的2倍？
为什么每个原子轨道允许容纳2个电子？
任务二：泡利原理、洪特规则、能量最低原理
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。
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“↑”和“↓”表示自旋状态相反的电子。
任务二：泡利原理、洪特规则、能量最低原理
2.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，这个原理由泡利首先提出，称为泡利原理。
He
2s2


3.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。
铝原子电子排布图
写出Al原子电子排布式：
画出下列基态原子的电子排布图
Li
Be
N
O
4.洪特规则：当电子排布在同一能级(能量相同)的不同轨道时，总是 优先单独分占一个轨道，而且自旋平行。

写出C基态原子的电子排布式 ： 。
1s2 2s22p2
洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子；它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。
完成P16思考与讨论内容
书写21—36号元素基态原子的价层电子的轨道表示式
4.洪特规则：当电子排布在同一能级(能量相同)的不同轨道时，总是 优先单独分占一个轨道，而且自旋平行。

写出C基态原子的电子排布式 ： 。
1s2 2s22p2
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。
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
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1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”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。
原子核外电子排布遵循的原理和规则
原子核外电子排布的表示式
能量最低原理
泡利原理
洪特规则
电子排布式、价电子排布式
电子排布图
原子结构示意图
全满、半满、全空相对稳定（前36号）
遵循的原理和规则
【课堂小结】
小结
表示方法
原子结构示意图
电子式
电子排布式
简化电子排布式
价电子排布式
电子排布图
价电子排布图
以硫(S)为举例
S：1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
S：3s23p4
任务三：基态原子核外电子排布的表示方法
S：
——七图式

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