1.1原子結(jié)構(gòu)模型-高二化學課件（2019選擇性必修2）

第1章原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型魯科版2019選修二物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)氫原子

光譜和波爾的原子結(jié)構(gòu)模型量子力學對原子核外運動狀態(tài)的描述知識點一知識點二

人類對原子結(jié)構(gòu)的認識歷程1803年道爾頓原子論1904年湯姆孫“葡萄干布丁”模型1911年盧瑟福核式模型α粒子散射實驗1913年氫原子光譜實驗玻爾原子結(jié)構(gòu)模型20世紀20年代量子力學模型反思：回顧人類對原子結(jié)構(gòu)的認識過程，你受到了什么啟發(fā)？現(xiàn)代科學對原子結(jié)構(gòu)的描述是怎么樣的？一、氫原子

光譜和波爾的原子結(jié)構(gòu)模型[知識支持]連續(xù)光譜(continuousspectrum)：線狀光譜(原子光譜)(linespectrum)：

若由光譜儀獲得的光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則所得光譜為連續(xù)光譜。如陽光等。

若由光譜儀獲得的光譜是由具有特定波長的、彼此分立的譜線所組成的，則所得光譜為線狀光譜。盧瑟福原子模型的困境：

按照經(jīng)典電磁學理論，帶負電的電子在原子核的正電場里運動，會不斷連續(xù)地釋放能量，最終墜入原子核!連續(xù)光譜狹縫三棱鏡窄光束屏或照相底片氫原子的線狀光譜事實上，通過實驗思考:氫原子光譜有什么特點？你對氫原子核外電子的運動特點你有什么啟示？

氫原子光譜是由具有特定波長的、彼此分立的譜線所組成的線狀光譜。氫原子的線狀光譜玻爾原子結(jié)構(gòu)模型

在盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出玻爾(Bohr)的原子結(jié)構(gòu)模型（玻爾理論的三個假設(shè)）。（1）原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量；（2）不同軌道上運動的電子具有不同能量，而且能量是量子化的，軌道能量依n值（1、2、3、···）的增大而升高，n稱為量子數(shù)。對氫原子而言，電子處在n=1的軌道是能量最低，稱為基態(tài)，能量高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)；（3）只有當電子從一個軌道（能量為Ei）躍遷到另一個軌道（能量為Ej）時，才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)并被記錄下來，就形成了光譜。閱讀教材p4追根尋源

在鈉原子中n=4n=3電子躍遷在氫原子中n=2n=1電子躍遷也得到兩條靠得很近的譜線…實驗事實:[聯(lián)想·質(zhì)疑]玻爾只引入一個量子數(shù)n,能比較好地解釋了氫原子線狀光譜產(chǎn)生的原因；但復雜的光譜解釋不了。玻爾原子光譜帶來的疑問？①鈉原子光譜在n=3到n=4之間會產(chǎn)生兩(多)條譜線．②氫原子光譜在n=１到n=２之間譜線實際上是兩條靠得非常近的譜線．③在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線．原子中電子的運動狀態(tài)應(yīng)用多個量子數(shù)來描述．量子力學中單個電子的空間運動狀態(tài)稱為原子軌道.二、量子力學對原子核外運動狀態(tài)的描述1.原子軌道電子層(1)含義：量子數(shù)n所描述的電子運動狀態(tài)稱為電子層,n的取值為正整數(shù)1、2、3、4、5、6等,對應(yīng)的符號分別為K、L、M、N、O、P等。 (2)電子的能量與電子層的關(guān)系一般而言,n越大,電子離核的平均距離越遠,電子具有的能量越高。能級(1)含義：在含有多個電子的原子中,同一電子層的電子,能量也可能不同,可以把它們分為不同能級,當n=x時,有x個能級,分別用s、p、d、f等表示。 (2)電子的能量與能級的關(guān)系多電子原子中,同一電子層各能級的能量順序為E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf).…能級的不同可以解釋光譜中存在極為靠近的多條譜線的事實。電子層（n）12345電子層符號能級最多電子數(shù)電子層、能級和原子軌道的關(guān)系KLMNO1s2s2p3s3p3d4s4p4f5s4d……22626102614210……2818322n2(n代表電子層數(shù))自旋核外運動的電子還存在一種被稱為“自旋”的量子化狀態(tài)。處于同一原子軌道上的電子自旋狀態(tài)只能有兩種,分別用符號“↑”和“↓”表示。

虹燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光

霓虹燈自1910年問世以來，將城市夜景裝扮得格外美麗。霓虹燈的發(fā)光機制與氫原子光譜形成的機制基本相同。對霓虹燈而言，燈管中填充的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同。例如，在燈管中充入氖氣，通電后在電場作用下，放電管里氖原子中的電子吸收能量后激發(fā)到能量較高的軌道，但處在能量較高軌道上的電子會很快以光的形式輻射能量而躍遷回能量較低的軌道，所發(fā)出的光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段，所以我們看到的是紅色光。通電后氬氣發(fā)藍紫色光、氦氣發(fā)粉紅色光等也是同樣的道理。隨著技術(shù)的發(fā)展，霓虹燈正在被LED燈帶等光源取代。 追根尋源B學以致用例1.以下各能級能符號不正確的是（

）A.2sB.2dC.4pD.5d例2.下列有關(guān)電子層和能級的敘述中正確的是

(

)

A.M層有s、p共2個能級,最多能容納8個電子 B.3d能級最多容納5個電子,3f能級最多容納7個電子 C.無論哪一電子層的s能級,最多容納的電子數(shù)均為2D.任一電子層都有s、p能級,但不一定有d能級例3.下列對多電子原子中不同能級能量高低的描述中不正確的是(

)A.E(1s)<E(2s)<E(3s)

B.E(3s)<E(3p)<E(3d)

C.E(4s)>E(3d)>E(3p)

D.E(6d)>E(5p)>E(4s)

CC[小結(jié)]電子能量高低的判斷思路(1)同一電子層中,相同能級的電子能量相同。同一電子層中,能級越高,電子能量越高,如E3s<E3p。(2)不同電子層的相同能級中,電子層序數(shù)越大,電子能量越高,如E3s<E4s。2.原子軌道的圖形描述

根據(jù)量子力學理論,將原子軌道在空間的分布以圖象方式在直角坐標系中表示出來.

原子軌道示意圖：同一電子層中,px、py、pz電子能量相同3.電子在核外的空間分布

電子云：描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形.

點密集的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大;點稀疏的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率小。注意：黑點數(shù)目并不代表電子的數(shù)目，而僅代表核外空間某處單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)概率的大小。閱讀教材p8拓展視野

課堂練習1.n為電子層數(shù),下列有關(guān)認識正確的是(

)A.各能級最多能容納的電子數(shù)按s、p、d、f的順序分別為2、6、10、14B.各電子層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束C.各電子層含有的能級數(shù)為n-1D.各電子層含有的電子數(shù)為2n22.以下對核外電子空間運動狀態(tài)的描述正確的是（ ) A.電子的運動與行星相似,圍繞原子核在固定的軌道上高速旋轉(zhuǎn)B.能量低的電子只能在s軌道上運動,能量高的電子總是在f軌道上運動C.電子層數(shù)越大,s電子云的半徑越大D.在同一能級上運動的電子,其空間運動狀態(tài)肯定相同3.關(guān)于原子光譜說法不正確的是 (

) A.霓虹燈光、LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)B.焰色試驗是利用元素的特征可見原子光譜鑒別某些元素C.許多元素是通過原子光譜發(fā)現(xiàn)的D.電子發(fā)生躍遷是指電子從較低能量的狀態(tài)變?yōu)檩^高能量的狀態(tài)ACD4.下列各項敘述中，錯誤的是 (

) A.原子結(jié)構(gòu)的量子力學模型是根據(jù)量子力學理論和原子光譜構(gòu)建的原子結(jié)構(gòu)模型B.單個電子的空間運動狀態(tài)用原子軌道來描述C.基態(tài)原子中,內(nèi)層各能級中電子的能量一定低于各外層能級的電子D.基態(tài)原子中處于同一原子軌道上的電子自旋運動狀態(tài)一定不同5.下列關(guān)于原子軌道的敘述中錯誤的是

(

)A.原子軌道就是原子核外電子運動的軌道,這與宏觀物體運動軌道的含義相同B.第n電子層上共有n2個原子軌道C.任意電子層上