【課件】《原子結(jié)構(gòu)模型》第二課時課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型原子結(jié)構(gòu)模型 （2） 本節(jié)課的關(guān)鍵詞本節(jié)課的關(guān)鍵詞: 原子軌道原子軌道 主量子數(shù)主量子數(shù) n 角量子數(shù)角量子數(shù) l 磁量子數(shù)磁量子數(shù) m 自旋磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù) ms 電子云電子云 二、量子力學(xué)對原子核外電子運動狀態(tài)的描述二、量子力學(xué)對原子核外電子運動狀態(tài)的描述 1. 原子軌道與四個量子數(shù)原子軌道與四個量子數(shù) 聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑波爾只引入波爾只引入 一個一個量子數(shù)量子數(shù)n,能比較好能比較好 地解釋了氫原子線狀光地解釋了氫原子線狀光 譜產(chǎn)生的原因；但譜產(chǎn)生的原因；但復(fù)雜復(fù)雜 的光譜的光譜解釋不了。解釋不了。 在鈉原子中在鈉原子中 n=4n=3 電子躍遷電子躍遷 在氫原子

2、中在氫原子中 n=2n=1 電子躍遷電子躍遷 也得到兩條靠得很近的譜線也得到兩條靠得很近的譜線 實驗事實實驗事實: 原子軌道與四個量子數(shù)原子軌道與四個量子數(shù) （）原子光譜帶來的疑問？（）原子光譜帶來的疑問？ 鈉原子光譜在鈉原子光譜在n=3到到n=4之間會產(chǎn)生兩之間會產(chǎn)生兩(多多)條譜線條譜線 氫原子光譜在氫原子光譜在n=到到n=之間譜線實際上是兩條靠之間譜線實際上是兩條靠 得非常近的譜線得非常近的譜線 在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線 這些問題用玻爾的原子模型這些問題用玻爾的原子模型無法解釋無法解釋 原子中電子的運動狀態(tài)應(yīng)用多個量子數(shù)來描述原子中

3、電子的運動狀態(tài)應(yīng)用多個量子數(shù)來描述 量子力學(xué)中單個電子的空間運動狀態(tài)稱為原子軌道量子力學(xué)中單個電子的空間運動狀態(tài)稱為原子軌道. 每個原子軌道可由三個只能取整數(shù)的量子數(shù)每個原子軌道可由三個只能取整數(shù)的量子數(shù)n、 l l 、m共同描述共同描述. 1887-1961 E.Schrodinger , 奧地利物理學(xué)家奧地利物理學(xué)家 思維歷程思維歷程: 量子力學(xué)的誕生量子力學(xué)的誕生 =E 量子力學(xué)中描述核外電子 在空間運動的數(shù)學(xué)函數(shù)式，即原子軌道 E軌道能量（動能與勢能總和 ） m微粒質(zhì)量， h普朗克常數(shù) x,y, z 為微粒的空間坐標(biāo) (x,y,z) 波函數(shù) 0)( 8 2 2 2 2 2 2 2 2

4、VE h m zyx （）四個量子數(shù)（）四個量子數(shù) 主量子數(shù)主量子數(shù)n: 描述電子離核的遠近描述電子離核的遠近 n取值為正整數(shù)取值為正整數(shù)， 對應(yīng)符號為對應(yīng)符號為 ， n 所表示的運動狀態(tài)稱為所表示的運動狀態(tài)稱為電子層電子層 練習(xí)練習(xí):下列各層電子能量的從高到低的順序是下列各層電子能量的從高到低的順序是 A. M層層 B . K層層 C . N層層 D . L層層 角量子數(shù)角量子數(shù)l l :描述描述(電子云電子云)原子軌道的形狀原子軌道的形狀 l l 取值為取值為 0， (n-1)共共n個數(shù)值個數(shù)值 符號為符號為 s， p， d， f 等等 若電子若電子n、 l l 的相同，則電子的能量相同的

5、相同，則電子的能量相同 在一個電子層中，在一個電子層中，l l 的取值有多少個，表示電的取值有多少個，表示電 子層有多少個不同的能級子層有多少個不同的能級 練習(xí)練習(xí):找出下列條件下能級的數(shù)目找出下列條件下能級的數(shù)目,并寫出其能級的符號并寫出其能級的符號 A. n=1 B. n=2 C. n=3 D. n=4 1 1s 2 2s 2p 3 3s 3p 3d 4 4s 4p 4d 4f 規(guī)律規(guī)律: 每層的能級數(shù)值每層的能級數(shù)值=電子層數(shù)電子層數(shù) 磁量子數(shù)磁量子數(shù)m:描述磁場中原子軌道的能量狀態(tài)描述磁場中原子軌道的能量狀態(tài) m可以取可以取0、1、2 l l共共(2l l +1)個數(shù)值個數(shù)值. 如如l

6、 l =0, m只可以取只可以取0,對應(yīng)的譜線只有一條對應(yīng)的譜線只有一條. 如如l l =1, m可以取可以取0, 1,對應(yīng)的譜線有三條對應(yīng)的譜線有三條. n、 l l 、m確定確定,原子軌道就確定了原子軌道就確定了. 練習(xí)練習(xí):找出下列條件下原子軌道的數(shù)目找出下列條件下原子軌道的數(shù)目 A.n=1 B. n=2 C. n=3 1 1s 4 2s 2px 2py 2pz 9 3s 3px 3py 3pz 自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)ms:描述在能量完全相同時電子運動描述在能量完全相同時電子運動 的特殊狀態(tài)的特殊狀態(tài)(簡稱為電子自旋狀態(tài)簡稱為電子自旋狀態(tài)). 處于同軌道上的電子的處于同軌道上的電子的自旋狀

7、態(tài)自旋狀態(tài)只有兩種只有兩種. 分別用分別用ms =+1/2(通常用符號通常用符號表示表示). ms= -1/2 (通常用符號通常用符號表示表示). 注意注意:自旋并不是自旋并不是”自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)”,實際意義更為深遠實際意義更為深遠. (閱讀教材閱讀教材P8 化學(xué)與技術(shù)化學(xué)與技術(shù)) 練習(xí)練習(xí):實驗證明實驗證明,同一原子中電子的運動狀態(tài)均不相同一原子中電子的運動狀態(tài)均不相 同同.試推斷試推斷: 每個原子軌道最多有幾個電子每個原子軌道最多有幾個電子? 每個電子層最多有多少個電子每個電子層最多有多少個電子? (3)量子數(shù)和原子軌道的關(guān)系量子數(shù)和原子軌道的關(guān)系 nlm原子軌道原子軌道m(xù)s 取值取值符號符號取值取值符號符號取值取值符號符號取值取值 1K0s01/2 2L 0s01/2 1p