鲁科版高中化学选择性必修2第1章第1节第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述基础课课件+学案(共37张PPT)

第2课时　量子力学对原子核外电子运动状态的描述(基础课) 素养 目标 1．认识核外电子的运动特点。 2．知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。 旧知 回顾 1．电子层与电子能量的关系 电子层数1234567电子层符号KLMNOPQ电子能量 2．电子层上的电子数 (1)每层最多容纳的电子数是2n2(n代表电子层数)。 (2)最外层所能容纳的电子不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，次外层不超过18个。 1．原子轨道 (1)电子层 将量子数n所描述的电子运动状态称为电子层。 分层标准 电子离核的远近 n的取值 1 2 3 4 5 6 … 符号 K L M N O P … 能量 逐渐升高 离核 越来越远 (2)能级：在同一电子层中，电子所具有的能量可能不同，所以同一电子层可分成不同的能级，用s、p、d、f等来表示。 　电子层数与能级数之间有何关系？ 提示：电子层数＝能级数，如当n＝3时有3个能级。 (3)原子轨道 概念 单个电子的空间运动状态 各能级上对应的原子轨道数 ns np nd nf 1 3 5 7 　电子层数与原子轨道数之间有何关系？ 提示：电子层为n的状态含有n2个原子轨道。 (4)自旋状态 在核外运动的电子还存在一种被称为“自旋”的量子化状态。处于同一原子轨道上的电子自旋状态只能有两种，分别用符号“↑”和“↓”表示。 2．原子轨道的图形描述 ———单个电子的空间运动状态 ｜　 ———用波函数表示，并以图形的方式在直角坐标系中呈现出来 ｜　 ——— 3．电子在核外的空间分布 (1)电子云图：描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形。 (2)意义：点密集的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在此处单位体积内出现的概率小。 核外电子运动状态的描述 玻尔引入一个量子数n，能比较好地解释氢原子线状光谱产生的原因；但复杂的光谱解释不了。实验事实：在氢原子中n＝2n＝1时，得到两条靠得很近的谱线，与此类比，在钠原子中n＝4n＝3 得到两条靠得很近的谱线。 1．钠原子中处于n＝4的电子跃迁到n＝3的状态时，为什么在高分辨光谱仪上看到的不是一条谱线，而是两条谱线？ 提示：多电子原子光谱中原有的谱线之所以能分裂为多条谱线，可能是量子数n标记的核外电子运动状态包含多个能量不同的“轨道”，电子在不同能量的“轨道”之间跃迁时产生的谱线就会增多。 2．符号ns、np nd、nf代表的含义是什么？ 提示：n表示电子层，s、p、d、f表示能级符号。 3．如何比较原子中电子的能量高低？ 提示：在多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律： ①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。 ②不同电子层、形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s＜3s；2p＜3p<4p。 ③相同电子层、形状相同的原子轨道能量的高低：2px＝2py＝2pz。 1．电子层、能级和原子轨道之间的关系 量子数 (电子层) 1 2 3 4 … n 电子层 符号 K L M N … 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … 能级中轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 … 电子层中轨道数 1 4 9 16 … n2 电子运动状态种数 2 8 18 32 … 2n2 2．不同原子轨道能量大小的关系 1．(双选)可正确表示原子轨道的是(　　) A．2s　　　B．2d　　　C．3p　　　D．3f AC　[第二电子层中包括s、p能级，第三电子层中包括s、p、d能级，所以L层不存在2d轨道，M层不存在3f轨道，综上所述，A、C项可正确表示原子轨道，故选AC。] 2．(双选)下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是 (　　) A．2s<2p B．3px<3py C．3s<3d D．4s>4p BD　[同一电子层上原子轨道的能量高低为ns