第1節(jié)-原子結(jié)構(gòu)(第3課時(shí))

1、節(jié)日焰火與核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)。節(jié)日焰火與核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)。 節(jié)日五顏六色的焰火是否是化學(xué)變化？節(jié)日五顏六色的焰火是否是化學(xué)變化？若不是化學(xué)變化，與電子存在什么關(guān)系？若不是化學(xué)變化，與電子存在什么關(guān)系？ 討論討論 : :回答回答: : 各種焰色反應(yīng)是由對(duì)應(yīng)的各種元素決定的。鈣、各種焰色反應(yīng)是由對(duì)應(yīng)的各種元素決定的。鈣、鍶、鋇以及堿金屬的揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，鍶、鋇以及堿金屬的揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到了接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是十分不穩(wěn)定的，在極短

2、的時(shí)間內(nèi)（約十分不穩(wěn)定的，在極短的時(shí)間內(nèi)（約1010s s）便躍）便躍遷到基態(tài)或較低的能級(jí)上，并在躍遷過(guò)程中將能遷到基態(tài)或較低的能級(jí)上，并在躍遷過(guò)程中將能量以一定波長(zhǎng)的光能形式釋放出來(lái)。由于各種元量以一定波長(zhǎng)的光能形式釋放出來(lái)。由于各種元素的能級(jí)是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時(shí)釋放素的能級(jí)是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級(jí)差正的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級(jí)差正好對(duì)應(yīng)于可見(jiàn)光范圍，于是我們就看到了各種色好對(duì)應(yīng)于可見(jiàn)光范圍，于是我們就看到了各種色彩。彩。 激光的產(chǎn)生與電子躍遷有關(guān)激光的產(chǎn)生與電子躍遷有關(guān) 不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以

3、用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜1868年年8 8月月1818日，法國(guó)天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食，日，法國(guó)天文學(xué)家詹森赴印度觀察日全食，利用分光鏡觀察日珥，從黑色月盤(pán)背面如出的紅色火焰，利用分光鏡觀察日珥，從黑色月盤(pán)背面如出的紅色火焰，看見(jiàn)有彩色的彩條，是太陽(yáng)噴射出來(lái)的幟熱其他的光譜?？匆?jiàn)有彩色的彩條，是太陽(yáng)噴射出來(lái)的幟熱其他的光譜。他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線，接近鈉光譜總的他發(fā)現(xiàn)一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1D1和和D2D2線。日蝕線。日蝕后，他同樣在太陽(yáng)光譜中觀察到這條黃線，稱為后，他同樣在太陽(yáng)光譜中觀察到這條黃線，稱為D3D3線。線。18681868年年1010月

4、月2020日，英國(guó)天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的日，英國(guó)天文學(xué)家洛克耶也發(fā)現(xiàn)了這樣的一條黃線。一條黃線。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，認(rèn)識(shí)到是一條不屬于任何已知元素的新經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，認(rèn)識(shí)到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種新的元素產(chǎn)生的，把這個(gè)新元素命名為線，是因一種新的元素產(chǎn)生的，把這個(gè)新元素命名為 helium，來(lái)自希臘文，來(lái)自希臘文helios（太陽(yáng)），元素符號(hào)定為（太陽(yáng)），元素符號(hào)定為He。這是第一個(gè)在地球以外，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)。這是第一個(gè)在地球以外，在宇宙中發(fā)現(xiàn)的元素。為了紀(jì)念這件事，當(dāng)時(shí)鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四念這件事，當(dāng)時(shí)鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車

5、的傳說(shuō)中的太陽(yáng)神阿波羅（匹馬戰(zhàn)車的傳說(shuō)中的太陽(yáng)神阿波羅（Apollo）像，另一）像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫(xiě)著：面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫(xiě)著：1868年年8月月18日太陽(yáng)突出物分析。日太陽(yáng)突出物分析。 光譜分析光譜分析利用原子光譜線上的特征譜線來(lái)鑒定元素。利用原子光譜線上的特征譜線來(lái)鑒定元素。 閱讀科學(xué)史話閱讀科學(xué)史話玻爾與光譜。玻爾與光譜。體會(huì)體會(huì)“類比類比”是一種科學(xué)思維是一種科學(xué)思維方法；體會(huì)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)方法；體會(huì)理論對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)意義。意義。 四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜四、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜 1 1、能量最低原理、能量最低原理原子的電子排

6、布遵循構(gòu)原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。 2 2、基態(tài)基態(tài)處于最低能量的原子。處于最低能量的原子。激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。 3 3、不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不、不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜原子光譜4 4、光譜分析光譜分析利用原子光譜線上的特征譜線來(lái)利用原子光

7、譜線上的特征譜線來(lái)鑒定元素。鑒定元素。 二、電子云與原子軌道二、電子云與原子軌道: 1 1、電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：、電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：質(zhì)量極小質(zhì)量極小 運(yùn)動(dòng)空間極小運(yùn)動(dòng)空間極小 極高速運(yùn)極高速運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。 只能通過(guò)確定它在原子核外各處只能通過(guò)確定它在原子核外各處出現(xiàn)的概率，而無(wú)法確定某個(gè)時(shí)出現(xiàn)的概率，而無(wú)法確定某個(gè)時(shí)刻處于原子核外空間刻處于原子核外空間核核處。處。1s電子在原子核電子在原子核外出現(xiàn)的概率分外出現(xiàn)的概率分布圖布圖 2 2、電子云電子云由此得由此得到的概率分布圖看到的概率分布圖看起來(lái)象云霧一樣，起來(lái)象云霧一樣，形象的稱為形象的稱為電子云電子云。 3 3、原子軌道：原子軌道：常把常把電子出現(xiàn)的概率

8、約電子出現(xiàn)的概率約為為90%90%的空間圈出的空間圈出來(lái)，人們把這種電來(lái)，人們把這種電子云輪廓圖成為子云輪廓圖成為原原子軌道子軌道。 s s電子軌道都是球形的電子軌道都是球形的 p能級(jí)原子軌道圖能級(jí)原子軌道圖 （P原子軌道是紡錘形分別以原子軌道是紡錘形分別以px、py、pz為符號(hào)。）為符號(hào)。） S S原子軌道最多能容納原子軌道最多能容納2 2個(gè)電子；個(gè)電子；p p原子原子軌道最多能容納軌道最多能容納6 6個(gè)電子；個(gè)電子；d d原子軌道最原子軌道最多能容納多能容納1010個(gè)電子。個(gè)電子。 泡利不相容原理：泡利不相容原理：一個(gè)原子軌道里最多容一個(gè)原子軌道里最多容納兩個(gè)電子，且自旋方向相反。納兩個(gè)電子，且自旋