2017-2018學(xué)年高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型學(xué)案魯科版選修3

1、第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型1了解玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點(diǎn)及如何用其解釋氫原子光譜的特點(diǎn)。2能應(yīng)用量子力學(xué)對(duì)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述。(重點(diǎn))3了解原子軌道和電子云的含義。(難點(diǎn))氫 原 子 光 譜 和 玻 爾 的 原 子 結(jié) 構(gòu) 模 型基礎(chǔ)初探1不同時(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型2光譜和氫原子光譜(1)光譜概念：利用儀器將物質(zhì)吸收的光或發(fā)射的光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度分布記錄下來的譜線。形成原因：電子在不同軌道間躍遷時(shí)，會(huì)輻射或吸收能量。(2)氫原子光譜：屬于線狀光譜。氫原子外圍只有1個(gè)電子，故氫原子光譜只有一條譜線，對(duì)嗎？【提示】不對(duì)。3玻爾原子結(jié)構(gòu)模型(1)基本觀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞

2、原子核運(yùn)動(dòng)，并且不輻射能量能量分布在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的電子具有不同的能量，而且能量是量子化的。軌道能量依n(量子數(shù))值(1，2，3)的增大而升高電子躍遷對(duì)氫原子而言，電子處于n1的軌道時(shí)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)。電子在能量不同的軌道之間躍遷時(shí)，輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)出來并被記錄下來，就形成了光譜(2)貢獻(xiàn)成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。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。(1)道爾頓原子學(xué)說涉及到原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)。()(2)氫原子光譜屬于線狀光譜。()(3)基態(tài)氫原子轉(zhuǎn)變成激發(fā)態(tài)氫原子時(shí)釋放能量。()(4

3、)焰色反應(yīng)與電子躍遷有關(guān)，屬于化學(xué)變化。()核心突破1光譜(1)基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子。(2)同一原子不同狀態(tài)的能量激發(fā)態(tài)大于基態(tài)；不同原子的能量不一定存在激發(fā)態(tài)大于基態(tài)。(3)基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子相互轉(zhuǎn)化時(shí)吸收或釋放能量，形成光譜。(4)光譜分析：利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素。如焰色反應(yīng)產(chǎn)生的原因是原子中的電子在能量不同軌道上躍遷。2玻爾原子結(jié)構(gòu)模型(1)基本觀點(diǎn)：電子在確定的軌道上運(yùn)動(dòng)軌道能量是量子化的電子躍遷產(chǎn)生能量變化(2)意義：成功解釋了氫原子的線狀光譜說明核外電子是分層排布的(3)不足：無法解釋復(fù)雜光譜問題題組沖關(guān)1下列有關(guān)化學(xué)史知識(shí)錯(cuò)誤的是()A原子分子學(xué)說的建立是近代化學(xué)發(fā)展

4、的里程碑B俄國(guó)科學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，編制了元素周期表C意大利科學(xué)家阿伏加德羅在總結(jié)氣體反應(yīng)體積比的基礎(chǔ)上提出了分子的概念D英國(guó)科學(xué)家道爾頓首先發(fā)現(xiàn)了電子【解析】英國(guó)科學(xué)家湯姆遜首先發(fā)現(xiàn)了電子?！敬鸢浮緿2下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A氫原子光譜是元素的所有光譜中最簡(jiǎn)單的光譜之一B“量子化”就是不連續(xù)的意思，微觀粒子運(yùn)動(dòng)均有此特點(diǎn)C玻爾理論不但成功地解釋了氫原子光譜，而且還能推廣到其他原子光譜D原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上像火車一樣高速運(yùn)轉(zhuǎn)著【解析】A項(xiàng)中氫原子光譜是元素的所有光譜中最簡(jiǎn)單的光譜；B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，但對(duì)于解釋多電子原子的光譜

5、卻遇到了困難；D項(xiàng)中電子運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道，電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)決定了只能用統(tǒng)計(jì)的方法來描述電子在空間出現(xiàn)的概率，不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定電子的位置和速度，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽3原子光譜是線狀光譜，是由不連續(xù)的譜線組成的，這表明()A在原子中只有某些電子能夠躍遷產(chǎn)生光譜B原子中的電子可以處于某些特定的能量狀態(tài)，即電子的能量是量子化的C原子發(fā)射的光是單色光D白光可以由多種單色光組成【解析】原子光譜是線狀光譜，也就是由具有特定頻率的光形成的譜線，原子光譜之所以產(chǎn)生這種特定的譜線，是由于電子的能量是量子化的，電子躍遷的始態(tài)和終態(tài)的能級(jí)差也是量子化的?！敬鸢浮緽4對(duì)充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光，產(chǎn)生這一現(xiàn)

6、象的主要原因是()A電子躍遷時(shí)發(fā)光B氖氣發(fā)光，發(fā)出紅光C氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D在電流的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)【解析】原子發(fā)光的根本原因是由于電子躍遷釋放或者吸收能量?！敬鸢浮緼【規(guī)律方法】激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定，電子從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將釋放能量。光輻射是電子釋放能量的重要形式之一。燈光、霓虹燈光、激光、焰火等可見光都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷至能量較低的軌道時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量是大多數(shù)金屬發(fā)生焰色反應(yīng)的原因。電子的躍遷是物理變化，金屬(元素)的焰色反應(yīng)是物理變化。量子力

7、學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述基礎(chǔ)初探教材整理1原子軌道1電子層分層標(biāo)準(zhǔn)電子離核的遠(yuǎn)近n的取值1234567符號(hào)KLMNOPQ能量離核2.能級(jí)在同一電子層中，電子所具有的能量可能不同，所以同一電子層可分成不同的能級(jí)，用s、p、d、f表示。3原子軌道(1)概念：原子中的單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)n值所對(duì)應(yīng)的能級(jí)和原子軌道的情況n(電子層)能級(jí)原子軌道取值符號(hào)符號(hào)符號(hào)數(shù)目1Ks2Lsp3Mspd4Nspdf【答案】1s12s12px、2py、2pz33s13px、3py、3pz33d54s14px、4py、4pz34d54f74自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于同一原子軌道上的電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只有兩種，分別用符

8、號(hào)“”和“”表示。(1)離核越近的電子，能量越低。()(2)第n電子層共有n個(gè)能級(jí)，n2個(gè)原子軌道。()(3)每個(gè)軌道容納的2個(gè)電子自旋方向不固定。()(4)n2時(shí)，有2s、2px、2py、2pz四個(gè)原子軌道。()教材整理2原子軌道的圖形描述和電子云1原子軌道的圖形描述(1)對(duì)象：原子中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即原子軌道。(2)方法：用直角坐標(biāo)系標(biāo)注。(3)意義：表示原子軌道的空間分布。(4)形狀：s軌道球形；p軌道在空間的分布特點(diǎn)是分別相對(duì)于x、y、z軸對(duì)稱，呈啞鈴形()。2電子云(1)概念：描述電子在空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的圖形。(2)含義：用單位體積內(nèi)小點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外出

9、現(xiàn)概率的大小。電子云中的每一個(gè)小點(diǎn)就是一個(gè)電子，對(duì)嗎？【提示】不對(duì)。合作探究原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的探究探究背景多電子原子如氧原子，電子的運(yùn)動(dòng)區(qū)域不同，其能量不同，而且電子的運(yùn)動(dòng)軌跡也不同。探究問題1多電子原子中，電子的運(yùn)動(dòng)區(qū)域與其能量的高低之間有何關(guān)系？【提示】多電子原子中，通常能量較低的電子在離核較近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，而能量較高的電子在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng)。2不同電子層的同種能級(jí)的原子軌道形狀是否完全相同？【提示】不同能層的同種能級(jí)的原子軌道形狀相似，但不完全相同。只是原子軌道的半徑不同，能級(jí)序數(shù)n越大，電子的能量越大，原子軌道的半徑越大。例如1s、2s、3s軌道均為球形，原子軌道半徑：r(1s)r

10、(2s)r(3s)。核心突破1電子層數(shù)(n)、能級(jí)數(shù)、原子軌道數(shù)、容納電子數(shù)的關(guān)系：n取值1234n能級(jí)數(shù)1234n原子軌道數(shù)14916n2最多容納電子數(shù)2818322n22.不同原子軌道能量大小的關(guān)系：3s軌道為球形，p軌道為“”形，并不是說s能級(jí)電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，p能級(jí)電子繞核做“”形運(yùn)動(dòng)。4電子云圖中的一個(gè)小黑點(diǎn)，不代表一個(gè)電子。5離核越近，電子在單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率越大。題組沖關(guān)1下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是()A各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、d、f順序依次為1、3、5、7B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n1D各電子層含有的電子數(shù)為2n2個(gè)【解析】各電子層的

11、能級(jí)數(shù)等于其所處的電子層數(shù)，即當(dāng)n1時(shí)，它只有一個(gè)s能級(jí)，當(dāng)n2時(shí)，它有兩個(gè)能級(jí)：s能級(jí)和p能級(jí)，所以B、C均錯(cuò)誤；而每個(gè)電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)?！敬鸢浮緼2某元素原子的核外有三個(gè)電子層，最外電子層有4個(gè)電子，該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為()A14 B15C16D17【解析】原子核外共有三個(gè)電子層，最內(nèi)層只有1s能級(jí)，可容納2個(gè)電子，第二層有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，可容納12328個(gè)電子，最外層有4個(gè)電子，所以該原子核外有14個(gè)電子，又因在原子中，核外電子數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，故選A項(xiàng)?！敬鸢浮緼3如圖是2pz軌道電子云的示意圖，請(qǐng)觀察圖，并判斷下列說法中不正確的是()A2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布是z軸對(duì)稱Bs電子的電子云形狀是球形對(duì)稱的C電子先沿z軸正半軸運(yùn)動(dòng)，然后再沿負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)D2pz軌道形狀啞鈴形【解析】電子云是電子在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)概率大小的圖形，它并不是電子運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌跡(或軌道)，故C錯(cuò)；s軌道是球形對(duì)稱的，s電子的電子云是球形對(duì)稱的，故B對(duì)；觀察該圖可知A對(duì)；該p軌道為啞鈴狀，D對(duì)?！敬鸢浮緾4比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低?！緦?dǎo)學(xué)號(hào)：】(1)2s_3s (2)2s_3d(3)3p_3s (4)4f_5d(5)3d_4s (6)3px_3pz【解析】相同電子層上不同原子軌道能量的高低順序：nsnpndnf；不同電子層上形狀相同的原子軌道能量的高低順序：1