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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
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