高二化学电子云与原子轨道
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第一章原子结构与性质第一节原子结构第02课时构造原理与电子排布式电子云与原子轨道1.构造原理随着原子序数的递增,绝大多数元素的基态原子核外电子排布遵循下列顺序:把这种规律称为构造原理。
2.电子排布式的书写(1)电子排布式:元素原子的电子排布式中能级符号右上角的数字是该能级上排布的电子数。
如氢元素的电子排布式为:钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,也可以简化成[Ar]4s1。
(2)简单原子的电子排布式按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。
如:6C:1s22s22p210Ne:1s22s22p617Cl:1s22s22p63s23p519K:1s22s22p63s23p64s1(3)复杂原子的电子排布式对于较复杂的电子排布式,应先按能量最低原理从低到高排列,然后将同一层的电子排到一起。
如26Fe:先按能量从低到高排列为:1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一层的电子排到一起,即该原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2。
(4)利用构造原理书写简化电子排布式如K:1s22s22p63s23p64s1,其简化电子排布式可表示为:[Ar]4s1,其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式,即1s22s22p63s23p6。
再如Fe的简化电子排布式为:[Ar]3d64s2。
3.轨道表示式一般用小圆圈(或方框、短线)表示一个原子轨道。
用“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。
例如,硅的基态原子的轨道表示式:4.价电子(1)与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子,称为价电子。
(2)为了便于研究元素化学性质与核外电子间的关系,人们常常只表示出原子的价电子排布。
如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。
1.(2023—2024北京昌平高二统考期末)按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述,下列说法不正确...的是A.原子的核外电子处于能量最低的状态称为基态B.在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子C.原子核外电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,会辐射或吸收能量D.电子云图中点密集的地方表示电子在此处单位体积内出现的数量多【答案】D【解析】基态是电子按构造原理的顺序进入原子核外的轨道,此时整个原子的能量最低,基态原子是处于最低能量状态的原子,A项正确;1个原子中有几个电子就有几种运动状态,在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子,B项正确;原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,不同的轨道能量不同,且能量是量子化的,电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量,C项正确;小黑点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内出现的概率大,D项错误。
高二化学原子轨道与电子云模型原子轨道和电子云模型是化学中描述原子结构和电子分布的理论模型。
原子轨道是根据量子力学的原理而提出的,用来描述电子在原子中的能态和运动状态;而电子云模型则是一种更直观的解释,用来描述电子在原子周围的空间分布。
原子轨道是量子力学中描述电子运动的概念。
根据波粒二象性理论,电子既可以被看作粒子,也可以被看作波动。
在原子轨道理论中,将电子看作是在原子核周围沿着特定轨道运动的粒子。
这些轨道被分为不同的能级,每个能级可以容纳一定数量的电子。
简单来说,原子轨道就是描述不同能级上电子所处位置和能量的数学函数,一般用符号s、p、d、f表示。
电子云模型是一种更为直观的描述电子分布的方法。
根据电子云模型,电子不再被看作粒子,在原子核的周围形成一种云状的分布。
这个云状分布代表了电子在不同位置上被发现的概率。
在电子云模型中,电子云越密集的地方,电子存在的概率就越大;相反,电子云越稀疏的地方,电子存在的概率就越小。
原子轨道和电子云模型相互补充,共同描述了电子在原子中的运动和分布。
根据量子力学的原理,每个原子能级上的原子轨道和电子云形状是确定的,而电子的具体位置和能量则是不确定的。
这种不确定性被称为不确定性原理,它是量子力学理论的核心内容。
在原子轨道和电子云模型中,我们可以进一步了解原子中的电子分布规律。
例如,每个能级上的原子轨道数量是有限的,按照一定的顺序填充电子。
八个电子以内的原子,按照2-6-8规则填充电子;超过八个电子的原子,则需要考虑到各种复杂情况。
此外,原子轨道和电子云模型还能解释原子的化学性质和反应性,以及通过改变原子轨道和电子云分布来实现化学反应的机理等。
总的来说,原子轨道和电子云模型是化学中描述原子结构和电子分布的基本理论模型。
它们通过数学函数和图形模型的方式,让我们更好地理解和解释原子中电子的行为和特性。
通过深入研究原子轨道和电子云模型,我们可以揭示物质的微观世界,为化学领域的发展做出更多的贡献。
第02讲电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理考点导航知识精讲知识点一:一、电子云与原子轨道1.电子云由于核外电子的看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。
【答案】概率密度分布2.电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的有一个形象化的简便描述。
把电子在原子核外空间出现概率P=的空间圈出来,即电子云轮廓图。
【答案】空间运动状态90%3.原子轨道(1)定义:量子力学把电子在原子核外的称为一个原子轨道。
(2)形状①s电子的原子轨道呈形,能层序数越大,原子轨道的半径越。
②除s电子云外,其他电子云轮廓图都不是球形的。
例如,p电子云轮廓图是呈状的。
(3)各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目【答案】一个空间运动状态球大哑铃 1 3 5 7微点拨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相同,只是半径不同。
能层序数n越大,原子轨道的半径越大。
如:同一原子的s电子的电子云轮廓图②s能级只有1个原子轨道。
p能级有3个原子轨道,它们互相垂直,分别以p x、p y、p z表示。
在同一能层中p x、p y、p z的能量相同。
【即学即练1】1.以下关于原子核外电子的叙述正确的是A.在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的B.电子云的小黑点表示电子曾在该处出现过一次C.所有原子的电子云都是球形的D.原子核外电子的运动无法作规律性描述【答案】A【解析】A.一个原子轨道中可以容纳2个自旋方向相反的电子,但是其电子云是相同的,A正确;B.电子云中的黑点本身没有意义,不代表1个电子,也不代表出现次数,小黑点的疏密表示出现机会的多少,B错误;C.能级s的电子云是球形的,其他不是,C错误;D.核外电子的运动是没有规律的,但是可用电子云来反映电子在核外无规则运动时某点出现的概率,D错误;答案选A。
2.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是A.s、p、d能级所含原子轨道数分别为1,3,5B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C.p能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层的增加,p能级原子轨道数也增多D.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云【答案】A【解析】A.s、p、d能级所含原子轨道数分别为1,3,5,故A正确;B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只能在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故B错误;C.p能级的原子轨道呈纺锤形,p能级原子轨道数为3,与电子层数无关,故C错误;D.电子云表示电子出现的几率,即表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少,故D 错误;选A。
高二化学轨道理论知识点一、引言化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。
在高中化学教学中,轨道理论作为解释原子结构和元素周期律的重要理论基础,对于学生理解化学现象和进行实验设计具有重要意义。
本文旨在系统梳理高二化学中的轨道理论知识点,帮助学生构建扎实的理论基础。
二、原子结构与量子力学基础在20世纪初,物理学家们提出了量子力学,这一理论的出现极大地推动了化学领域的发展。
量子力学认为,电子在原子内部的运动不是经典的轨道运动,而是以概率云的形式存在于特定的空间区域。
电子的行为可以用波函数来描述,而波函数的平方则表示电子在某位置出现的概率密度。
三、电子云与轨道电子云是指电子在原子核外空间的概率分布,它反映了电子出现的可能性。
在描述电子云时,通常使用s、p、d、f等符号来表示不同形状的轨道。
s轨道呈球形对称,p轨道呈双叶形,d轨道和f轨道则更为复杂。
每种轨道都有其特定的能量和空间分布特性。
四、电子排布原则电子在原子中的排布遵循几个基本原则:保里不相容原理、洪特规则和能量最低原理。
保里不相容原理指出,一个原子轨道上最多只能容纳两个电子,且它们的自旋方向相反。
洪特规则表明,在能量相同的轨道中,电子会尽可能地分布在不同的轨道上,以达到最大的自旋多重度。
能量最低原理则说明,电子会优先填充能量最低的轨道。
五、元素周期表与轨道的关系元素周期表是根据元素的原子序数和电子排布规律排列的。
同一周期的元素具有相同数量的电子层,而同一族的元素则具有相同数量的价电子。
这些价电子所在的轨道决定了元素的化学性质。
例如,处于同一主族的元素具有相似的化学活性,这是因为它们的价电子排布相似,决定了它们在化学反应中的行为。
六、化学键与轨道重叠化学键是原子之间的相互作用,它是通过电子轨道的重叠和杂化形成的。
在共价键中,两个原子的轨道重叠,共享一对电子,从而形成稳定的电子对。
而在离子键中,一个原子的电子转移到另一个原子,形成正负离子,通过静电作用相互吸引。
高二化学期末复习:选修3知识点高中化学选修三知识点1、电子云:用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图。
离核越近,电子出现的机会大,电子云密度越大;离核越远,电子出现的机会小,电子云密度越小。
2、电子层(能层):根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q.3、原子轨道(能级即亚层):处于同一电子层的原子核外电子,也可以在不同类型的原子轨道上运动,分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道,s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形,d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7。
4、原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中,不存在运动状态完全相同的两个电子。
5、原子核外电子排布原理:(1)能量最低原理:电子先占据能量低的轨道,再依次进入能量高的轨道;(2)泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子;(3)洪特规则:在能量相同的轨道上排布时,电子尽可能分占不同的轨道,且自旋状态相同。
洪特规则的特例:在等价轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空时(p0、d0、f0)的状态,具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s16、根据构造原理,基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。
根据构造原理,可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示,由下而上表示七个能级组,其能量依次升高;在同一能级组内,从左到右能量依次升高。
基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。
7、第一电离能:气态电中性基态原子失去1个电子,转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。
常用符号I1表示,单位为kJ/mol。
(1)原子核外电子排布的周期性随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素,元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化.(2)元素第一电离能的周期性变化随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈周期性变化:★同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小;★同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
第一章原子结构与性质第一节原子结构第三课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理【学习目标】1.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。
2. 了解泡利原理和洪特规则,会书写和说明136号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式【学习重点】泡利原理和洪特规则在轨道表示式书写中的应用【学习难点】电子的运动状态和电子云轮廓图【课前预习】旧知回顾:1、能级能量大小的判断方法:①先看能层,一般情况下,能层序数越大,能量越高;再看同一能层各能级的能量顺序为:E(ns)< E(np)< E(nd)< E(nf) ……②不同能层中同一能级,能层序数越大,能量越高。
③不同原子同一能层,同一能级的能量大小不同。
2、构造原理示意图中,从1s至5s电子的排布顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s新知预习:1、电子云:由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云2、原子轨道: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3、泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,这个原理被称为泡利原理(也称为泡利不相容原理)4、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,且自旋平行,称为洪特规则5、能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低,这就是能量最低原理【课中探究】情景导入:通过刚才的视频,我们发现,电子的运动状态是很复杂的,那么电子到底是如何运动的,视频中提到的电子构成的概率云,自旋又指的是什么,通过今天的学习,我们就能解决这些问题。
一、电子云与原子轨道任务一、了解电子云的相关内容V P【学生活动】阅读教材P 12第14自然段,了解电子云,回答下列问题:1、概率密度的表达式及相关物理量的含义? 用P 表示电子在某处出现的概率,V 表示该处的体积,则 称为概率密度,用ρ表示。