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第3课时 电子云与原子轨道
第一节　原子结构
1913年，波尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。
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: ρ =
[问题引入]原子核外电子的运动状态是怎样的呢？
到了1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
核外电子运动状态的描述
什么是电子云？
思考与交流1：图中许许多多的小点表示H原子的电子吗？？
小点并不是电子本身,而是表示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，因而被形象地称为电子云。
1、电子云
图1-7氢原子1s电子在原子核外出现的概率密度分布图
电子云：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。
绘制电子云轮廓图的目的是表示　　　　　 的形状，对核外电子的　　　 　　有一个形象化的简便描述。绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P =　　　　的空间圈出来。
电子云轮廓
空间运动状态
90%
2、电子云轮廓图
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
相同原子的s电子的电子云轮廓图
规律：①不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形。
②能层越高，s电子的电子云半径越大。
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)、s电子云轮廓形状
注意：s电子云只有一种空间伸展方向。
除s电子云外，其他电子云轮廓图都不是球形的。
p电子云轮廓图是哑铃形的，能层序数越大，p电子云半径越大。
(2)、p电子云轮廓形状
px、py、pz的电子云轮廓图
无论2p、3p还是4p…..都有3个相互垂直的电子云(3种空间伸展方向)，分别称为Px、Py、Pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。
同一能层中px、py、pz的能量相同。
3、原子轨道
量子力学把电子在原子核外的一个_____________称为一个原子轨道。
因此常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。
空间运动状态
ns原子轨道
np原子轨道
ns能级：只有____个原子轨道，呈_______
球形
1
np能级：有____个原子轨道，呈_______，这些轨道方向_______
哑铃形
3
互相垂直
能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 原子轨道的形状和取向 K 1s 1 1s 球形 ——
L 2s 1 2s 球形 ——
2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 互相垂直
M 3s 1 3s 球形 ——
3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 互相垂直
3d 5 …… …… ……
N 4s 1 4s 球形 ——
4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 互相垂直
4d 5 …… …… …...
4f 7 …… …… ……
表1-2 不同能层的能级、原子轨道数量
【思考 讨论】
能级 s p d f
最多可容纳电子数 2 6 10 14
原子轨道数
单轨道容纳电子数
1
3
5
7
2
2
2
2
小结：原子轨道的特点
1、s原子轨道是——————的，p原子轨道是———————的；
2、能层序数n越大，原子轨道的——————越大；
3、不同能层的同种能级的原子轨道—————相似，只是——————不同；相同能层的同种能级的原子轨道形状相似，半径———— ，能量———，方向————；
4、s能级有——个原子轨道；p能级有——个原子轨道，互相垂直，可分别以————————表示，能量————。如2px、2py、2pz轨道的能量相等。
球形
半径
形状
哑铃形
半径
相同
不同
相同
1
3
px、py、pz
相等
5、原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝_______。
n2
板书
电子云与原子轨道
电子云
概率密度分布的形象化描述
电子云轮廓图
s电子---球形
p电子---哑铃形
原子
轨道
定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运
动状态称为一个原子轨道。
ns能级 1个 球形
np能级 3个（npx、npy、npz） 哑铃形 互相垂直
nd能级 5个；nf能级 7个
同种轨道，能层越高，轨道半径越大
一个原子轨道最多容纳2个电子
原子轨道数与能层序数(n)的关系：n2
①在原子中第n能层，电子占有的轨道数最多为n2。 (　　)
②同一原子中的npx与npy轨道形状相同，半径相同且在空间相互垂直。(　　)
③电子云图中小黑点密度的大小可表示电子的多少。(　　)
④p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。(　　)
⑤2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( )
1、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(6)电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定轨道上高速旋转(　　)
(7)1s的电子云图中一个小点表示一个自由运动的电子(　　)
(8)2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(　　)
(9)2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量相等(　　)
×
×
√
×
2、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。下列有关说法正确的是
A.图1中的每个小点表示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轨道呈球形，有无数条对称轴
D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置
√
√
3、下列有关原子轨道和电子云的说法正确的是
A.s轨道呈球形，随能层序数的增加，s轨道数也增加
B.p轨道呈哑铃形，p轨道电子绕核做“∞”形运动
C.电子云是笼罩在原子核外的云雾
D.电子云轮廓图中小点的疏密程度表示电子在原子核外空间出现概率的大小
4、3px所代表的含义是（ ）
A、px轨道上有3个电子
B、第三电子层px轨道有3个伸展方向
C、px电子云有3个伸展方向
D、第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
D
5、如图是s能级和P能级的原子轨道示意图，下列说法正确的是 ( )
A、s能级和p能级的原子轨道形状相同
B、每个p能级都有6个原子轨道
C、s能级的原子轨道的半径与电子层序数有关
D、Na原子的电子在11个原子轨道上高速运动
C
6、元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1。试回答下列各题：
(1)电子排布式中的n＝___；原子中能量最高的是____电子，其电子云在空间有___________________方向，原子轨道呈_____形。
(2)元素X的名称是____。
2
2p
三种互相垂直的伸展
哑铃
氮

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