第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型第2課時(shí)量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)培養(yǎng)1.了解有關(guān)核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展過(guò)程。會(huì)運(yùn)用玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點(diǎn)解釋原子光譜的特點(diǎn)。證據(jù)推理與模型認(rèn)知2.結(jié)合量子力學(xué)對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述認(rèn)識(shí)微觀電子不同于宏觀物體，不能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定電子的位置和速度。宏觀辨識(shí)與微觀探析3.知道電子運(yùn)動(dòng)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(jí)，在一定條件下會(huì)發(fā)生激發(fā)和躍遷。知道電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(空間分布及能量)可以通過(guò)原子軌道和電子云模型來(lái)描述。證據(jù)推理與模型認(rèn)知知識(shí)體系一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型1.不同時(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型時(shí)間或年代1803年1903年1911年1913年20世紀(jì)20年代中期原子結(jié)構(gòu)模型模型名稱實(shí)心球原子模型葡萄干布丁模型核式模型電子分層排布模型量子力學(xué)模型相關(guān)科學(xué)家道爾頓湯姆孫盧瑟福玻爾薛定諤復(fù)習(xí)回顧2.玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型的觀點(diǎn)：⑴原子中的電子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；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(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，才會(huì)輻射(或吸收)能量，當(dāng)以光的形式表現(xiàn)并被記錄時(shí)，就形成了光譜。3、光譜的分類和氫原子光譜4、幾組概念⑴基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子①基態(tài)：最低能量狀態(tài)。處于最低能量狀態(tài)的原子稱為基態(tài)原子。②激發(fā)態(tài)：較高能量狀態(tài)(相對(duì)基態(tài)而言)。如基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子躍遷至較高能級(jí)成為激發(fā)態(tài)原子。③基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化與能量的關(guān)系：激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子⑵光譜與光譜分析光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。形成吸收光譜形成發(fā)射光譜⑶基態(tài)、激發(fā)態(tài)與光譜的聯(lián)系

基態(tài)原子的電子吸收能量，電子會(huì)躍遷到能量較高的軌道上，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)，將釋放能量。光是電子釋放能量的重要形式之一。在日常生活中，我們看到的許多可見(jiàn)光，如燈光、霓虹燈光、激光，還包括燃放的焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。二.量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述1、核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和原子軌道：電子層、能級(jí)、原子軌道、自旋狀態(tài)?？偨Y(jié)：原子中電子的能量高低關(guān)系在多電子原子中，電子填充原子軌道時(shí)，原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律：(1)相同電子層上原子軌道能量的高低：ns<np<nd。(2)不同電子層形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s；2p<3p<4p。(3)相同電子層形狀相同的原子軌道能量的高低：2px＝2py＝2pz。2．原子軌道的圖形描述s能級(jí)電子的原子軌道呈球形，即該原子軌道具有球?qū)ΨQ性，電子層(能層)序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(1)s電子的原子軌道⑵p電子的原子軌道

p電子的原子軌道是紡錘形(啞鈴形)形的，每個(gè)p原子軌道有3個(gè)軌道(伸展方向)，它們互相垂直，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，p原子軌道在空間的分布分別沿x、y、z方向。p原子軌道的平均半徑也隨電子層序數(shù)增大而增大。s能級(jí)的原子軌道p能級(jí)的原子軌道d能級(jí)原子軌道有5個(gè)f能級(jí)原子軌道有7個(gè)大開(kāi)眼界宏觀物體與微觀粒子的運(yùn)動(dòng)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(cè)位置、動(dòng)量不可同時(shí)測(cè)定能量可測(cè)軌跡可描述(畫(huà)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)電子的質(zhì)量很小(9.1095×10－31kg)，帶負(fù)電荷。(2)相對(duì)于原子和電子的體積而言，電子運(yùn)動(dòng)的空間很大。(3)電子運(yùn)動(dòng)的速度很快，接近光速(3.0×108m·s－1)?，F(xiàn)代科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)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(jī)會(huì)多，反之，出現(xiàn)的機(jī)會(huì)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(diǎn)：并不是表示原子核外的一個(gè)電子，而是表示電子在核外單位體積內(nèi)空間出現(xiàn)的機(jī)率的多少(電子曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò))。電子云中小黑點(diǎn)的密度：電子云密度大的地方說(shuō)明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，而電子云密度小的地方說(shuō)明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)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(lái)，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(guān)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(xué)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)意義：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。1、在多電子原子中，決定軌道能量的是()A．電子層B．電子層和能級(jí)C．電子層、能級(jí)和原子軌道空間分布D．原子軌道空間分布和電子自旋方向B2、K層有____個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為_(kāi)____，L層有____個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為_(kāi)________，M層有______個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為_(kāi)_______________。由此可推知n電子層最多可能有____個(gè)能級(jí)，能量最低的兩個(gè)能級(jí)其符號(hào)分別表示為_(kāi)_______，它們的原子軌道電子云形狀各為_(kāi)_______、________。練習(xí)11s22s、2p33s、3p、3dnns、np球形啞鈴形3.下列關(guān)于核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的B．只有電子層、能級(jí)、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時(shí)，電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才能被確定C．只有電子層、能級(jí)、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時(shí)，才能確定每一個(gè)電子層的最多軌道數(shù)D．電子云的空間伸展方向與電子的能量大小無(wú)關(guān)C5、下面關(guān)于多電子原子核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的敘述正確的是()A.核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的B.所有電子在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng)C.能量高的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)D.能量低的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)AD4、關(guān)于“電子云”的描述中，正確的是()A.一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子B.一個(gè)小黑點(diǎn)代表電子在此出現(xiàn)過(guò)一次C.電子云是帶正電的云霧D.小黑點(diǎn)的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少D6、下列關(guān)于電子