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1、最新化学精品教学资料第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述学习目标1.知道原子中单个电子的运动状态可用由量子数n、l、m确定的原子轨道来描述，并且取两种自旋状态中的一种。2.知道电子云是对电子在核外空间出现概率大小的形象描述。一、原子轨道与四个量子数根据量子力学理论，原子中的单个电子的_运动状态可以用_来描述，而每个原子轨道须由三个量子数n、l、m共同描述。1主量子数n：n的取值为正整数1,2,3,4,5,6对应的符号为_等。一般而言，n越大，电子离核的平均距离越_，能量越_，因此将n值所表示的电子运动状态称为_。2角量子数l：对于确定的n值，l共有_个值；0、1、2、3(n1)，对应的
2、符号分别为_等。若两个电子所取的n、l值均相同，就表明这两个电子具有相同的_。我们用_来表示具有相同n、l值的电子运动状态。在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有多少个能级。可见，同一电子层内的电子根据能量的不同，可以分成不同的能级，第n电子层内有_个能级，如在K层中只有_能级；在L层中有_能级和_能级；在M层中有_能级、_能级和_能级，等等。3磁量子数m：在没有_时，量子数n、l相同的状态能量是相同的；有外磁场时，这些状态的能量就不同，我们用磁量子数m来标记这些状态，对于每一个确定的l，m值可取0，1，2，l，共_个值。磁量子数用来描述核外电子的_。4自旋磁量子数：高分辨光谱实验事
3、实揭示核外电子还存在着一种奇特的量子化运动，人们称其为自旋运动。人们用自旋磁量子数_来标记电子的自旋运动，处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有_种，分别用“”和“”来表示。5原子轨道：我们通常把_共同确定的原子核外电子的空间运动状态称为原子轨道。二、原子轨道的图形描述和电子云1原子轨道的图形描述s轨道在三维空间分布的图形为_，即该原子轨道具有_对称性；p轨道空间分布的特点是分别相对于x、y、z_对称，因此，p原子轨道在空间的分布分别沿x、y、z方向。2电子云用单位体积内小点的疏密程度来表示_在原子核外单位体积内_的大小。这种形象地描述电子在空间单位体积内_大小的图形称为电子云图。1下列各
4、电子层中不包含p能级的是()AN电子层 BM电子层CL电子层 DK电子层2下列说法中正确的是()A1s、2px、2py、2pz轨道都具有球对称性B因为p轨道是“8”字形的，所以p电子也是“8”字形C氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道D原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的3.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是()A一个小黑点表示1个自由运动的电子B1s轨道的电子云形状为圆形的面C电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转D1s轨道电子云中点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少4下列有关电子云的叙述中，正确的是()A电子云形象地表示了电子在核外某处单位体积内出现的概率B
5、电子云直观地表示了核外电子的数目C1s电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零D电子云是电子绕核运动形成的一团带负电荷的云雾练基础落实知识点一各电子层含有的能级1下列能级符号中不正确的是()A5s B3dC3f D7p2下列有关认识正确的是()A各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B各电子层的能级都是从s能级开始至f能级结束C各电子层含有的能级数为n1D各电子层含有的电子数为2n2知识点二四个量子数表示的意义和相互关系3能够确定核外电子空间运动状态的量子数组合为()An、l Bn、l、msCn、l、m Dn、l、m、ms4下列有关n、l、m、ms四
6、个量子数的说法中，不正确的是()A一般而言，n越大，电子离核的平均距离越远，能量越高Bl的数值多少，决定了某电子层不同能级的个数C对于确定的n值，m的取值共有2n1个Dms可用“”和“”标记，不同符号表示电子的自旋方向不同5多电子原子中，在主量子数为n、角量子数为l的能级上，原子轨道数为()A2l1 Bn1Cnl1 D2l16下列电子层中，原子轨道的数目为4的是()AK层 BL层CM层 DN层知识点三原子轨道的图形描述和电子云7关于基态氢原子的电子云图，下列说法正确的是()A一个小黑点代表一个电子B小黑点表示电子曾经出现过的位置C小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现机会的多少D基态
7、氢原子的电子云是圆形的8观察2pz轨道的电子云示意图，下列说法中错误的是()2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称点密集的地方表明电子出现的概率大电子先沿z轴正半轴运动，然后再沿负半轴运动2pz轨道形状为两个椭圆面A BC D练综合拓展9下列说法中正确的是()A处于最低能量的原子叫做基态原子B3p2表示3p能级有两个轨道C同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多10下列关于原子轨道的叙述中，正确的是()A原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同B第n电子层上共有n21个原子轨道C任意电子层上的p能级都有
8、3个伸展方向相互垂直的原子轨道D处于同一原子轨道上的电子，运动状态完全相同11在自由原子中，电子从n1的原子轨道上跃迁到n2的某原子轨道上，理论上产生光谱线的条数是()A1 B2C3 D412.描述一个原子轨道要用_个量子数，其符号分别是_，表征电子自旋方向的量子数有_个，可用符号_表示。3d能级中原子轨道的主量子数为_，该能级的原子轨道最多可以有_个空间取向，最多可容纳_个电子。13写出具有下列指定量子数的能级符号：(1)n2，l1_；(2)n3，l0_；(3)n5，l2_；(4)n4，l3_。第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述双基落实一、空间原子轨道1K、L、M、N、O、P远高电
9、子层2ns、p、d、f能量能级n1个s1个s1个p1个s1个p1个d3外磁场2l1空间运动方向4ms两5n、l、m二、1球形球轴2电子出现概率出现的概率课堂练习1D对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3、(n1)，对应符号为s、p、d、f、。所以，当n1(K电子层)时，l0，即为s能级；当n2(L电子层)时，l0、1，即为s能级和p能级；当n3(M电子层)时，l0、1、2，即为s能级、p能级和d能级；当n4(N电子层)时，l0、1、2、3，即为s能级、p能级、d能级和f能级。2Ds轨道是球形对称，p轨道呈纺锤形，px、py、pz分别相对于x、y、z轴对称。氢原子中只有1个电子，填充在
10、1s轨道，但还存在其他空轨道，使电子跃迁，产生光谱。A、B、C项都错，只有D项是对的。3D电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子。4A为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小：点密集的地方，表示电子出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子出现的概率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出
11、现的概率(概率)不为零，只是出现的概率很小。课时作业1C角量子数l的值应小于主量子数n，而s能级l0，p能级l1，d能级l2，f能级l3，故C项错误，A、B、D项正确。2AB选项错误，因为各能级所在能层的取值分别是：nsn1；npn2；ndn3；nfn4可见，各电子层的能级都是从s能级开始，但不一定是至f能级结束，有的电子层没有f能级，有的还有更高的能级；C选项错误，因为各电子层含有的能级数应该为n；D选项错误，因为各电子层最多容纳的电子数为2n2。3C主量子数(n)决定电子的离核远近，角量子数(l)确定原子轨道的形状，磁量子数(m)决定原子轨道在空间的取向，故用n、l、m三个量子数可以确定一
12、个电子的空间运动状态，即一个原子“轨道”。4C随着n值的增大，电子离核的平均距离越来越远，能量越来越高；n值和l值相同的电子，能量相同，故同一电子层(n值相同)中能级个数取决于l值的个数；对于确定的l值，m的取值共有(2l1)个；ms用来描述电子的自旋运动状态，同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有两种。5A在主量子数为n、角量子数为l的能级上，由于m可以取(2l1)个值，因此原子轨道数为2l1。原子核外电子的每种空间运动状态(原子轨道)都与一组确定的n、l和m值相对应。因此，一旦知道了n、l和m，就知道了该电子在原子核外处于什么样的空间运动状态。6B我们通常用原子轨道表示n、l和m确定的核外
13、电子的空间运动状态。s能级中有1个原子轨道，p能级中有3个能量相同的原子轨道，d能级中有5个能量相同的原子轨道，等等。我们不难推出，第n电子层有n2个原子轨道，因此原子轨道的数目为4的是L层。7C电子云图中的小黑点是用来统计电子在核外空间某处出现机会多少的，而不是代表一个实实在在的电子，也不是曾经出现过的位置，小黑点的疏密表示的是电子在核外空间某处单位体积内出现机会的多少。基态氢原子的电子云是球形的而不是圆形的。8Dp轨道呈纺锤形，并且pz轨道关于z轴对称，故项正确，项错误；电子云描述的是电子在某单位体积内出现概率的大小，并不是电子运动的轨迹，点密集的地方表明电子出现的概率大，点稀疏的地方表明电子出现的概率小，故项正确，项错误。9AB错，3p2表示3p能级有两个电子；C错，同一原子中，1s、2s、3s
