《第1課時 氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型》參考課件

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型第1課時氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)培養(yǎng)1.了解有關(guān)核外電子運(yùn)動模型的歷史發(fā)展過程。會運(yùn)用玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點(diǎn)解釋原子光譜的特點(diǎn)。證據(jù)推理與模型認(rèn)知2.結(jié)合量子力學(xué)對核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述認(rèn)識微觀電子不同于宏觀物體，不能同時準(zhǔn)確地測定電子的位置和速度。宏觀辨識與微觀探析3.知道電子運(yùn)動的能量狀態(tài)具有量子化的特征，電子可以處于不同的能級，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)和躍遷。知道電子的運(yùn)動狀態(tài)(空間分布及能量)可以通過原子軌道和電子云模型來描述。證據(jù)推理與模型認(rèn)知不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型時間或年代1803年1903年1911年1913年20世紀(jì)20年代中期原子結(jié)構(gòu)模型模型名稱

相關(guān)科學(xué)家道爾頓葡萄干布丁模型湯姆孫核式模型盧瑟福電子分層排布模型玻爾量子力學(xué)模型聯(lián)想?質(zhì)疑閱讀課本第2頁開始部分，了解不同時期人們對原子的認(rèn)識歷程。實(shí)心球原子模型薛定諤(2)湯姆遜原子模型(1903年)：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。歸納總結(jié)(1)道爾頓原子模型(1803年)：原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。(3)盧瑟福原子模型(1911年)：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍高速運(yùn)動。(5)原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型(20世紀(jì)20年代中期)：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說。(原子軌道理論，4個量子數(shù)：電子層、能級、原子軌道、自旋)(4)玻爾原子模型(1913年)：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運(yùn)動。(1個量子數(shù)：電子層)連續(xù)光譜：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。線狀光譜：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。如氫原子光譜等。知識支持利用儀器將物質(zhì)吸收的光或發(fā)射的光的波長和強(qiáng)度分布記錄下來，就得到所謂的光譜。氫原子在電場的激發(fā)發(fā)光形成的是線狀光譜太陽光折射后形成的是的連續(xù)光譜原子的吸收光譜與發(fā)射光譜吸收光譜發(fā)射光譜光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。知識支持電光源、焰色反應(yīng)、物質(zhì)燃燒或高溫下發(fā)光等都與原子核外電子的躍遷有關(guān)，而化學(xué)反應(yīng)中的顏色變化與原子核外電子的躍遷無關(guān)。觀察思考閱讀課本第3頁，了解氫原子光譜是何種光譜？這個事實(shí)對原子結(jié)構(gòu)模型的認(rèn)識帶來怎樣的問題？[質(zhì)疑]根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型和經(jīng)典的電磁學(xué)觀點(diǎn)，圍繞原子核高速運(yùn)動的電子一定會自動且連續(xù)地輻射能量，其光譜應(yīng)是連續(xù)光譜而不應(yīng)是線狀光譜。那么，氫原子的光譜為什么是線性光譜而不是連續(xù)光譜呢？閱讀課本第3-4頁，了解玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點(diǎn)，他是如何解釋氫原子光譜是由特定波長、彼此獨(dú)立的譜線組成的？玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型意義：玻爾的核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。E=E2-E1=h(=c/)一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型1.玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型的觀點(diǎn)：⑴原子中的電子具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運(yùn)動，并且不輻射能量；⑵在不同軌道上的電子具有不同能量，而且能量值是不連續(xù)的，是量子化的，軌道能量依量子數(shù)n的值增大而升高，(n=1、2、3、4、5、6、7)，電子能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，電子能量高于基態(tài)的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。⑶只有當(dāng)電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才會輻射(或吸收)能量，當(dāng)以光的形式表現(xiàn)并被記錄時，就形成了光譜。2.光譜的分類和氫原子光譜氫原子光譜是線狀光譜一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型3、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的成功之處①成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。②闡明了原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷，而電子所處的軌道的能量是量子化的。玻爾不足之處：閱讀課本第4~5頁，了解玻爾模型難以解釋的問題閱讀課本第5~6頁，量子力學(xué)理論和利用四個量子數(shù)對核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述。二.量子力學(xué)對原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述1、原子軌道：量子力學(xué)理論用原子軌道來描述原子中單個電子的空間運(yùn)動狀態(tài)，某一個原子軌道，應(yīng)屬于某個能層(電子層n)的某個能級(s、p、d、f等)。⑴電子層(能層)n的取值1234567符號_____________________離核遠(yuǎn)近

能量高低

由近及遠(yuǎn)由低到高KLMNOPQ用來描述電子離核的遠(yuǎn)近，量子數(shù)n表示的電子的運(yùn)動狀態(tài)通常稱為電子層（能層）。⑵能級(電子亞層、原子軌道的形狀)①描述同一電子層中能量不同的能級，也稱為(電子云)原子軌道的形狀、電子亞層。②第1電子層(n=1，K層)有1個能級：1s；第2電子層(n=2，L層)有2個能級：2s、2p；第3電子層(n=3，M層)有3個能級：3s、3p、3d；第4電子層(n=4，N層)有4個能級：4s、4p、4d、4f……③不同能級的形狀不同形狀：s能級球形、p能級啞鈴形(紡錘形)、d、f等。⑶原子軌道(電子云)的伸展方向①描述磁場中原子軌道的不同能量狀態(tài)，也稱為電子云或原子軌道的不同伸展方向。③s能級有1個原子軌道，p能級有3個能量相同的原子軌道，px、py、pz；d能級有5個能量相同的原子軌道，；f能級有7個能量相同的原子軌道……②同一能級的不同伸展方向，在沒有外加磁場時，能量相同。⑷核外電子的自旋量子化狀態(tài)①描述在能量完全相同時運(yùn)動的特殊狀態(tài)，簡稱為電子自旋狀態(tài)。注意:電子自旋并不是像地球等行星一樣“自轉(zhuǎn)”，其實(shí)質(zhì)還在探索中。②處于同一原子軌道上的電子的自旋狀態(tài)只有兩種。③通常用符號↑和↓表示。閱讀課本第6頁，了解五顏六色的霓虹燈是如何發(fā)光的？學(xué)會解釋物體發(fā)光的原理。⑸核外電子的運(yùn)動狀態(tài)：電子層、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)122232421.用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發(fā)出五顏六色的光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。燃燒時，電子獲得能量，從能量較低的軌道向能量較高的軌道躍遷，躍遷到能量較高的軌道的電子處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它隨即就會躍達(dá)到能量較低的軌道，并向外界以光能的形式釋放能量練習(xí)焰色反應(yīng)所發(fā)出的光：從能量變化的角度來說是發(fā)射光譜，從波長特點(diǎn)來說是不連續(xù)的，因此也是線狀光譜。練習(xí)2、找出下列條件下能級的數(shù)目，并寫出其能級的符號：A.n=1B.n=2C.n=3D.n=411s22s2p33s3p3d44s4p4d4f規(guī)律:每層的能級數(shù)值=電子層數(shù)n3、找出下列條件下原子軌道的數(shù)目的數(shù)目，并寫出其能級的符號：A.n=1B.n=2C.n=311s42s2p(2px2py2pz)3s3p(3px3py3pz)3d(5種)4．下列各電子層中不包含d能級的是()A．N電子層B．M電子層C．L電子層D．K電子層CD5.下列能級中，軌道數(shù)為5的是（）

A.s能級B.p能級C.d能級D.f能級C7.以下各能級能否存在？如果能存在，各包含多少軌道？⑴2s⑵2d⑶4p⑷5d⑴2s存在，軌道數(shù)為1