原子結構模型課件

物質結構理論是現(xiàn)代化學的重要組成部分，也是醫(yī)學、生命科學、材料科學、環(huán)境科學、能源科學、信息科學的重要基礎。它揭示了物質構成的奧秘、物質結構與性質的關系，有助于人們理解物質變化的本質，預測物質的性質，為分子設計提供科學依據(jù)。本教材分為三章：原子結構、微粒間的相互作用和物質的聚集狀態(tài)與物質性質。第一章原子結構第一節(jié)原子結構模型第二節(jié)原子結構與元素周期表第三節(jié)原子結構與元素性質2道爾頓實心球模型

1808年英國自然科學家約翰·道爾頓提出了世界上第一個原子的理論模型,提出了原子學說（哲學→自然科學）。

道爾頓的理論主要有以下三點：①原子都是不能再分的粒子②同種元素的原子的各種性質和質量都相同③原子是微小的實心球體

按照道爾頓的理論，原子是既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，又不能再分割的最最基本的物質粒子。那么，放電管中的“射線”是什么呢？湯姆遜用實驗回答說：是電子，并且在各種元素的原子中都有電子。這樣看來，原子就不是不可再分的了！也就是說，原子不是最最基本的物質粒子了！

湯姆遜認為：

①電子是平均的分布在整個原子上的，就如同散布在一個均勻的正電荷的海洋之中，它們的負電荷與那些正電荷相互抵消。②在受到激發(fā)時，電子會離開原子，產生陰極射線。

湯姆生的學生盧瑟福完成的α粒子轟擊金箔實驗（散射實驗），否認了葡萄干布丁模型的正確性。

葡萄干布丁模型盧瑟福原子模型根據(jù)Α粒子散射實驗原子的“核式模型”體積很小相對質量為4的帶正電粒子現(xiàn)象：1、大部分α粒子穿過薄的金箔2、極少數(shù)α粒子好象打在堅硬的東西上，完全反彈回來。3、少數(shù)α粒子穿過薄的金箔時，發(fā)生了偏轉?？茖W探究波爾原子模型原子結構的量子力學模型（電子云模型）【小結】人類對原子結構的認識歷史：德謨克利特：樸素原子觀道爾頓：原子學說湯姆生：“葡萄干布丁”模型盧瑟福：核式原子結構模型玻爾：原子軌道模型現(xiàn)代量子力學模型1、氫原子光譜狹義的光：波長400~700nm之間的電磁波；廣義的光：即電磁波，包括可見光、紅外光、紫外光、X射線等。[知識支持]P3連續(xù)光譜(continuousspectrum)：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。

[知識支持]教材P3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。如氫原子光譜等。教材P3圖1-1-2

[質疑]根據(jù)盧瑟福的原子結構模型和經(jīng)典的電磁學觀點，圍繞原子核高速運動的電子一定會自動且連續(xù)地輻射能量，其光譜應是連續(xù)光譜而不應是線狀光譜。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？2、在盧瑟福的原子結構模型的基礎上提出玻爾(Bohr)的原子結構模型（玻爾理論的三個假設）。（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。（躍遷：教輔P1）2、電子處于能量最低的狀態(tài)，稱為基態(tài)。電子能量處于高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)?！拘〗Y】1、玻爾原子結構模型要點：（1）電子在具有能量軌道上運動，不輻射能量；（2）電子的能量是量子化的。（3）電子發(fā)生躍遷時，才會不連續(xù)的輻射或吸收能量。拓寬應用1、依據(jù)玻爾原子結構模型基本觀點解釋氫原子光譜是怎樣產生的？為什么會有多條譜線？參照課本P3——4頁“追根尋源”電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，就要吸收或放出能量，兩個定態(tài)的能量差為E。如能量以光輻射的形式表現(xiàn)出來，就形成了光譜。E=E2-E1=h(=c/)為什么氫光譜是線狀光譜？n=4n=3n=2n=1吸收能量釋放能量氫原子從一個電子層躍遷到另一個電子層時，吸收或釋放一定的能量，就會吸收或釋放一定波長的光，所以得到線狀光譜[身邊的化學]閱讀教材P4

了解“霓虹燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？”電子在發(fā)生躍遷時輻射或吸收能量是量子化的，對霓虹燈而言，燈管中裝載的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同。玻爾理論的局限：A.多電子原子光譜

B.氫原子的精細光譜小結:1、氫原子光譜連續(xù)光譜線狀光譜

2、玻爾(Bohr)的原子結構模型（玻爾理論的三個假設）。3、解釋、應用：追根尋源、身邊的化學等原子結構二.原子核外電子運動狀態(tài)的描述宏觀物體微觀粒子質量很大很小速度較小很大（接近光速）位移可測位移、能量不可同時測定能量可測軌跡可描述（畫圖或函數(shù)描述）不可確定宏觀、微觀運動的不同宏觀物體的運動特征：可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度；可以描畫它們的運動軌跡。微觀物體的運動特征：核外電子質量小，運動空間小，運動速率大。無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少。核外電子運動的特征電子的運動特征運動物體汽車炮彈人造衛(wèi)星宇宙飛船電子速率（Km/S)0.032.007.8011.002200.00（光速的1%）特征1：速度極快乒乓球直徑核外電子運動空間范圍410-2mn10-10m特征2：運動空間極小特征3：無固定運動軌跡測不準三“極”一“無”電子云：原子核外電子運動描述方法2、只可用統(tǒng)計圖示的方法描繪電子在核外空間出現(xiàn)的概率。1、核外電子以極高的速度、在極小的空間里做永不停止的運動。不遵循宏觀物體的運動規(guī)律（不能測出在某一時刻的位置、速度，即不能描畫出它的運動軌跡）。該統(tǒng)計圖示即電子云——好像帶負電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。小黑點的疏密表示電子在核外空間一定范圍內出現(xiàn)的機會大小。核外電子運動狀態(tài)的描述電子云：描述核外電子運動特征的圖象。電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子,而是表示電子在此空間出現(xiàn)的機率。電子云密度大的地方說明電子出現(xiàn)的機會多，而電子云密度小的地方說明電子出現(xiàn)的機會少。電子云(P8)S能級的原子軌道電子云輪廓圖----原子軌道S能級的原子軌道是球形對稱的.

P能級的原子軌道是紡錘形的,每個P能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以Px,Py,PZ表示.

P能級的原子軌道P能級的原子軌道

P能級的3個原子軌道Px,Py,PZ合在一起的情形.

d能級的原子軌道有5個.d能級的原子軌道原子軌道與火車運行的軌道有何不同?

原子軌道是指一定能級上的電子,在核外空間運動的一個空間區(qū)域.火車的軌道則是火車運行的一個固定路線.問題討論思考：既然電子的運動沒有固定軌跡，那么我們就是否沒有方法來描述電子的運動呢？電子云只是形象地描述了電子在離核距離不同的空間，電子出現(xiàn)的幾率大小不同而已。比較粗略思考：如果一個原子含有多個電子，那么這些電子又如何繞核運動呢？電子在核外的運動狀態(tài)應如何描述？（教輔P2－3：知識點二、三）1、S、P、d能級分別有多少個軌道，每個軌道上最多能容納幾個電子？其自旋方向怎樣？2、舉例說明洪特規(guī)則：科學研究閱讀課文P12,討論下列問題

Spdf能級分別有2、3、5、7個軌道，每個軌道最多能容納的電子數(shù)為2個，且自旋方向相反。這就是泡利原理當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是首先單獨占一個軌道（即分占不同的軌道），而且自旋方向相同。課堂練習

用軌道表示式表示出鐵原子的核外電子排布↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑洪特規(guī)則泡利原理能量最低原理1、從元素周期表