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普通高中教科书化学超清版（人教版 苏教版 鲁科版 沪科版2019版2024印）免费下载2024人教版沪科版粤科版《化学》免费下载
基础教育化学课程改革后，在按《普通高中化学课程标准（实验）》编写的高中化学选修课程模块《物质结构与性质》教材中，原子轨道这一基本概念被引进教材。《普通高中化学课程标准(2017年版)》对此提出的相关教学要求是：“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。知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理，认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1—36号元素基态原子核外电子的排布。”与原子轨道内容相对应，在化学键和分子构型部分提出了“认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为α键和x键等类型；知道共价键可分为极性和非极性共价键。共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构”的要求。但由于高中生认知水平的限制和原子轨道概念的抽象性，在中学化学教学中应如何讲授“原子轨道”这一概念？高中学生对“原子轨道”概念的学习要求又是什么？![]()
不同教材中对原子轨道的描述存在一定的差异性。有的对原子轨道进行这样的描述：把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，得到描述电子云形状的轮廓图，人们把电子云轮廓图叫做原子轨道。也有的对原子轨道进行这样的描述：在含有多个核外电子的原子中，电子的能量往往是不同的，人们根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，认为核外电子分别处于不同的电子层上。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(这里所说的原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同，它是指量子力学描述电子在核外空间运动的主要区域）。![]()
实际上，原子轨道是人们描述电子在原子中运动状态所“借用”的一个名词。由于不确定性原理，意味着一般意义的电子运动轨道是不存在的。为了描述原子中电子的运动状态，人们建立了原子中电子运动状态的波动方程，由波动方程可以解出一系列波函数∮（x，y，z）。一个∮（x，y，z）代表了电子在原子中的一种运动状态，由于每一个都有3个对应的量子数n、l、m所规定（n称为主量子数，表示电子运动区域离核的远近和电子能量的高低；l称为角量子数，决定电子角动量大小，规定电子运动主要区域在空间的角度分布，与电子云形状有关；m称为磁量子数，规定了电子云在空间的不同取向)，所以波函数可写成∮n,l,m(x，y，z)，把量子数的具体数值或符号代入，波函数又可表示成如∮1s、∮2p、∮3d等。由于历史的原因（也许是从卢瑟福行星模型和玻尔模型沿袭而来），人们将它们称为原子轨道，如1s轨道、2px轨道等。从上面的描述可以看出，原子轨道是人们借用来表示波函数的一个代名词。若用球坐标来描述波函数，∮n,l,m(x，y，z)可表示成中∮n,l,m(r，θ，φ)=Rn,l(r)·Yl,m（θ，φ），这里R(r）称为径向分布函数，Yl,m（θ，φ）称为角度分布函数。人们的研究还发现，φ的平方[φ2n,l,m（r，θ，φ）=R2n,l（r)·Y2l,m（θ，φ）]可以表示电子在空间某点出现的几率密度，原子中电子在核外的几率密度图像就是人们常说的电子云。这就使波函数引申出具体的物理意义。由于在讨论化学键形成时，角度分布函数图像更为重要，加之波函数的概念学生也难以理解，因而中学化学教材中，将电子云图或电子云轮廓图称为原子轨道，这也是体现中学化学基础性的一种方式。![]()
根据国家化学课程标准，在高中《物质结构与性质》选修课程模块中，原子轨道相应内容的学习要求为：•能用轨道表示式表示前4周期原子和离子的基态电子排布式。·知道s、p轨道通过不同的重叠方式可以形成σ、π键。![]()
在化学教学中，一定要采用多种方式引导学生加强对原子轨道及其应用的认识。由于微观结构的抽象性，高中学生对物质的微观结构的认识相对比较困难，在教学中，教师不能拘泥于原子轨道概念的表述，不能过于强调要求学生知道什么是原子轨道、原子轨道的定义究竟应该是什么，而应该更多地关注原子轨道相关知识的应用。如，让学生知道s轨道都是球形的，p轨道是哑铃形的；知道每个原子轨道上最多可以容纳2个电子，且同一电子层上p轨道有3个，d轨道有5个；能根据原子轨道的能级顺序写出1-36号元素原子或离子的基态核外电子排布式；知道s-s、s-p轨道可形成键，p-p轨道根据不同的重叠方式可形成σ、π键。这样的要求既符合课程标准的要求，又符合学生的认知特点。[1]华彤文等.普通化学原理[M].北京：北京大学出版社，1993.☆一劳永逸的下载方式：购买公众号会员，全年会员99元.入群，即有2025高考一轮资料50套作为见面礼，马上赠送！群里每天会免费赠送大量的资料 见面礼展示如下![]()
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