第一章原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型第1課時學習目標核心素養(yǎng)培養(yǎng)1.了解有關核外電子運動模型的歷史發(fā)展過程。會運用玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點解釋原子光譜的特點。證據(jù)推理與模型認知2.結(jié)合量子力學對核外電子運動狀態(tài)的描述認識微觀電子不同于宏觀物體,不能同時準確地測定電子的位置和速度。宏觀辨識與微觀探析3.知道電子運動的能量狀態(tài)具有量子化的特征,電子可以處于不同的能級,在一定條件下會發(fā)生激發(fā)和躍遷。知道電子的運動狀態(tài)(空間分布及能量)可以通過原子軌道和電子云模型來描述。證據(jù)推理與模型認知不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型時間或年代1803年1903年1911年1913年20世紀20年代中期原子結(jié)構(gòu)模型模型名稱

相關科學家道爾頓葡萄干布丁模型湯姆孫核式模型盧瑟福電子分層排布模型玻爾量子力學模型聯(lián)想?質(zhì)疑閱讀課本第2頁開始部分，了解不同時期人們對原子的認識歷程。實心球原子模型薛定諤(2)湯姆遜原子模型(1903年)：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。歸納總結(jié)(1)道爾頓原子模型(1803年)：原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球。(3)盧瑟福原子模型(1911年)：在原子的中心有一個帶正電荷的核,它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量,電子在它的周圍高速運動。(5)原子結(jié)構(gòu)的量子力學模型(20世紀20年代中期)：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學說。(原子軌道理論，4個量子數(shù)：電子層、能級、原子軌道、自旋)(4)玻爾原子模型(1913年)：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。(1個量子數(shù)：電子層)

在對粒子散射實驗結(jié)果的解釋上,新模型的成功是顯而易見的,至少要點中的前三點是如此。根據(jù)當時的物理學概念,帶電微粒在力場中運動時總要產(chǎn)生電磁輻射并逐漸失去能量,運動著的電子軌道會越來越小(形成連續(xù)光譜),最終將與原子核相撞并導致原子毀滅。由于原子毀滅的事實從未發(fā)生,將經(jīng)典物理學概念推到前所未有的尷尬境地。經(jīng)典物理學概念面臨的窘境？真是這樣嗎？！愛因斯坦的光子學說普朗克的量子化學說氫原子的光譜實驗盧瑟福的有核模型Bohr在的基礎上，建立了Bohr理論波粒二象性玻爾理論的意義：

解釋了氫原子的線狀光譜一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型1、玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型的觀點：⑴原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量；⑵在不同軌道上的電子具有不同能量，而且能量值是不連續(xù)的,是量子化的,軌道能量依量子數(shù)n的值增大而升高,(n=1、2、3、4、5、6、7),電子能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，電子能量高于基態(tài)的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。⑶只有當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才會輻射(或吸收)能量，當以光的形式表現(xiàn)并被記錄時，就形成了光譜。2、光譜的分類和氫原子光譜氫原子光譜是線狀光譜原子的吸收光譜與發(fā)射光譜吸收光譜發(fā)射光譜知識支持電光源、焰色反應、物質(zhì)燃燒或高溫下發(fā)光等都與原子核外電子的躍遷有關,而化學反應中的顏色變化與原子核外電子的躍遷無關。玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型意義：玻爾的核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實驗事實。E=E2-E1=h(=c/)3、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的成功之處①成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實驗事實。②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。玻爾不足之處：閱讀課本第4~5頁，了解玻爾模型難以解釋的問題閱讀課本第5~6頁，量子力學理論和利用四個量子數(shù)對核外電子運動狀態(tài)的描述。（1）主量子數(shù)

n(principalquantumnumber)描述電子運動狀態(tài)的四個量子數(shù)◆與電子能量有關(主要決定)。對于氫原子，電子能量唯一決定于n;◆確定電子出現(xiàn)概率最大處離核的距離;◆不同的n值，對應于不同的電子層（又稱能層）◆n的取值為自然數(shù)。

主量子數(shù)n=１２３４５……..光譜學符號

KLMNO……..◆一般情況下，n越大，電子離核越遠，電子具有的能量越高?！?/p>

決定了ψ的角度函數(shù)（軌道）的形狀；◆與電子能量有關(次要決定)?！?/p>

l的取值為0，1，2，3……n-1，分別用光譜學符號為

s,p,d,f…...來區(qū)分，稱為能級（也叫亞層）。

◆

例如：主量子數(shù)n=4時，即第N層，包含4s、4p、4d、4f共四個能級

(2)角量子數(shù)l(angularmomentumquantumumber)nl1234（能級0000s111p22d3f

)◆

ψ的角度函數(shù)（軌道）的形狀；s能級——球形p能級——紡錘形(啞鈴形)

◆

取值決定了ψ角度函數(shù)的空間取向（軌道的個數(shù)）◆

m可取0，±1,±2……±l◆m值相同的軌道互為等價軌道（3）磁量子數(shù)m(magneticquantumnumber)lm軌道數(shù)0(s)1(p)2(d)3(f)0

＋10－1

＋2＋10－1－2

＋3＋2＋10－1－2－31357s軌道(l=0,m=0):m一種取值,空間一種取向,一條s軌道

p軌道(l=1,m=+1,0,-1)

m三種取值,三種取向,三條等價(簡并)p軌道自旋量子數(shù)ms：描述電子的自旋運動；取值：表示：“↑”，“↓”示順時針或逆時針

在應用高分辨率光譜儀觀察氫原子光譜時，人們發(fā)現(xiàn)，氫原子在無外磁場時，電子由2p能級躍遷到1s能級時得到的不是1條譜線，而是靠得很近的2條譜線。1925年,人們?yōu)榻忉尨爽F(xiàn)象沿用舊量子論中習慣名詞提出電子有自旋運動的假設，引出了第四個量子數(shù)，稱為自旋量子數(shù)?！繇氈赋?，電子自旋并非真像地球繞軸自旋一樣，它只是表示電子的兩種不同狀態(tài)◆考慮自旋后，由于自旋磁矩和軌道磁矩相互作用分裂成兩個相隔很近的2p能級，因此2p與1s間的躍遷可得兩條很接近的譜線核外電子的運動狀態(tài)：電子層、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)122232421.用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時，焰火發(fā)出五顏六色的光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。燃燒時，電子獲得能量，從能量較低的軌道向能量較高的軌道躍遷，躍遷到能量較高的軌道的電子處于一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，它隨即就會躍達到能量較低的軌道，并向外界以光能的形式釋放能量練習焰色反應所發(fā)出的光：從能量變化的角度來說是發(fā)射光譜，從波長特點來說是不連續(xù)的，因此也是線狀光譜。練習2、找出下列條件下能級的數(shù)目,并寫出其能級的符號：A.n=1B.n=2C.n=3D.n=411s22s2p33s3p3d44s4p4d4f規(guī)律:每層的能級數(shù)值=電子層數(shù)n3、找出下列條件下原子軌道的數(shù)目的數(shù)目,并寫出其能級的符號：A.n=1B.n=2C.n=311s42s2p(2px2py2pz)93s3p(3px3py3pz)3d(5種)4．下列各電子層中不包含d能級的是()A．N電子層B．M電子層C．L電子層D．K電子層CD5.下列能級中，軌道數(shù)為5的是（）

A.s能級B.p能級C.d能級D.f能級C7.以下各能級能否存在？如果能存在，各包含多少軌道？⑴2s⑵2d⑶4p⑷5d⑴2s存在，軌道數(shù)為1⑵2d不能存在⑶4p存在，軌道數(shù)為3⑷5d存在，軌道數(shù)為56.在1s、2px、2py、2pz軌道中，具有球?qū)ΨQ性的是（）A.1sB.2pxC.2pyD.2pzA宏觀物體與微觀粒子的運動狀態(tài)有什么區(qū)別？宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大(接近光速)位移可測位置、動量不可同時測定能量可測軌跡可描述(畫圖或函數(shù)描述)不可確定聯(lián)想質(zhì)疑原子核外電子的運動特點：(1)電子的質(zhì)量很小(9.1095×10－31kg),帶負電荷。(2)相對于原子和電子的體積而言,電子運動的空間很大。(3)電子運動的速度很快,接近光速(3.0×108m·s－1)。海森堡測不準原理(不確定原理)：1927年，德國物理學家海森堡提出測不準關系用位置和動量來描述微觀粒子的運動時，所測位置的準確度愈高，則其動量準確度愈低，反之亦然。即不可能同時準確測定微粒的空間位置和動量。反映了微觀粒子的運動特征，但對宏觀物體不起作用。Schr?dinger方程與量子數(shù)★求解薛定諤方程,就是求得波函數(shù)ψ和能量E

;★解得的ψ不是具體的數(shù)值,而是包括三個常數(shù)(n,l,m)和三個變量(r,θ,φ)的函數(shù)式

Ψn,l,m(r,θ,φ);★有合理解的函數(shù)式叫做波函數(shù)(Wavefunctions)。波函數(shù)=薛定諤方程的合理解=原子軌道

現(xiàn)代科學家們在實驗中發(fā)現(xiàn)，電子在原子核周圍有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)多，有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)少，就像“云霧”籠罩在原子核周圍。因而提出了“電子云模型”。電子云密度大的地方，表明電子在核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機會多，反之，出現(xiàn)的機會少。電子云圖：描述核外電子空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大小的圖形。電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子,而是表示電子在核外單位體積內(nèi)空間出現(xiàn)的機率的多少(電子曾經(jīng)出現(xiàn)過)。電子云中小黑點的密度：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。氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。電子云和原子軌道的關系：(1)電子云圖：描述電子在核外空間某處單位體積內(nèi)的概率分布的圖形。3．電子在核外的空間分布⑶量子力學中軌道的含義與玻爾軌道的含義不同，它既不是圓周軌道，也不是其他經(jīng)典意義上的固定軌跡。(2)