1.1原子結(jié)構(gòu)模型-高二化學(xué)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(xué)對(duì)原子核外運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二

人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)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(shí)驗(yàn)1913年氫原子光譜實(shí)驗(yàn)玻爾原子結(jié)構(gòu)模型20世紀(jì)20年代量子力學(xué)模型反思：回顧人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過程，你受到了什么啟發(fā)？現(xiàn)代科學(xué)對(duì)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(shí)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(zhǎng)的光所組成，且相近的波長(zhǎng)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(zhǎng)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(xué)理論，帶負(fù)電的電子在原子核的正電場(chǎng)里運(yùn)動(dòng)，會(huì)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(shí)上，通過實(shí)驗(yàn)思考:氫原子光譜有什么特點(diǎn)？你對(duì)氫原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)你有什么啟示？

氫原子光譜是由具有特定波長(zhǎng)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(gè)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(yùn)動(dòng)，并且不輻射能量；（2）不同軌道上運(yùn)動(dòng)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(duì)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(dāng)電子從一個(gè)軌道（能量為Ei）躍遷到另一個(gè)軌道（能量為Ej）時(shí)，才會(huì)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(shí)驗(yàn)事實(shí):[聯(lián)想·質(zhì)疑]玻爾只引入一個(gè)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(fù)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(huì)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(shí)際上是兩條靠得非常近的譜線．③在磁場(chǎng)中所有原子光譜可能會(huì)分裂成多條譜線．原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用多個(gè)量子數(shù)來描述．量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為原子軌道.二、量子力學(xué)對(duì)原子核外運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(duì)應(yīng)的符號(hào)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(yuǎn),電子具有的能量越高。能級(jí)(1)含義：在含有多個(gè)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(jí),當(dāng)n=x時(shí),有x個(gè)能級(jí),分別用s、p、d、f等表示。 (2)電子的能量與能級(jí)的關(guān)系多電子原子中,同一電子層各能級(jí)的能量順序?yàn)镋(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf).…能級(jí)的不同可以解釋光譜中存在極為靠近的多條譜線的事實(shí)。電子層（n）12345電子層符號(hào)能級(jí)最多電子數(shù)電子層、能級(jí)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(yùn)動(dòng)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(hào)“↑”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(jī)制與氫原子光譜形成的機(jī)制基本相同。對(duì)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(chǎng)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(huì)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(zhǎng)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(lán)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(xué)以致用例1.以下各能級(jí)能符號(hào)不正確的是（

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

(

)

A.M層有s、p共2個(gè)能級(jí),最多能容納8個(gè)電子 B.3d能級(jí)最多容納5個(gè)電子,3f能級(jí)最多容納7個(gè)電子 C.無論哪一電子層的s能級(jí),最多容納的電子數(shù)均為2D.任一電子層都有s、p能級(jí),但不一定有d能級(jí)例3.下列對(duì)多電子原子中不同能級(jí)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(jí)的電子能量相同。同一電子層中,能級(jí)越高,電子能量越高,如E3s<E3p。(2)不同電子層的相同能級(jí)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(xué)理論,將原子軌道在空間的分布以圖象方式在直角坐標(biāo)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(xí)1.n為電子層數(shù),下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是(

)A.各能級(jí)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(jí)都是從s能級(jí)開始至f能級(jí)結(jié)束C.各電子層含有的能級(jí)數(shù)為n-1D.各電子層含有的電子數(shù)為2n22.以下對(duì)核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述正確的是（ ) A.電子的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),能量高的電子總是在f軌道上運(yùn)動(dòng)C.電子層數(shù)越大,s電子云的半徑越大D.在同一能級(jí)上運(yùn)動(dòng)的電子,其空間運(yùn)動(dòng)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(yàn)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(xiàng)敘述中，錯(cuò)誤的是 (

) A.原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型是根據(jù)量子力學(xué)理論和原子光譜構(gòu)建的原子結(jié)構(gòu)模型B.單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用原子軌道來描述C.基態(tài)原子中,內(nèi)層各能級(jí)中電子的能量一定低于各外層能級(jí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定不同5.下列關(guān)于原子軌道的敘述中錯(cuò)誤的是

(

)A.原子軌道就是原子核外電子運(yùn)動(dòng)的軌道,這與宏觀物體運(yùn)動(dòng)軌道的含義相同B.第n電子層上共有n2個(gè)原子軌道C.任意電子層上