自主檢測(cè)3C自主檢測(cè)3D自主檢測(cè)3飽和NaBr溶液分液第1節(jié)

原子結(jié)構(gòu)模型第1章原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程道爾頓原子論湯姆孫原子模型：葡萄干面包式湯姆孫葡萄干面包模型盧瑟福的帶核原子結(jié)構(gòu)模型在模型提出后不久，就遭到了嚴(yán)重的質(zhì)疑人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程玻爾的疑惑：依據(jù)盧瑟福的原子模型和經(jīng)典的電動(dòng)力學(xué)，帶電粒子有加速度時(shí)輻射能量，電子軌道半徑會(huì)連續(xù)縮小，電子軌道連續(xù)縮小，最終坍塌在原子核上，其運(yùn)動(dòng)頻率連續(xù)變化，光譜應(yīng)是連續(xù)的。連續(xù)的光譜【知識(shí)支持】連續(xù)光譜：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。如太陽光等。人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)歷程氫原子光譜（線狀譜）線狀光譜：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。玻爾研究發(fā)現(xiàn)，氫原子光譜不連續(xù)的現(xiàn)象，通過實(shí)驗(yàn)并引入量子論觀點(diǎn)，解決了盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型不穩(wěn)定的問題，提出了一個(gè)全新的原子結(jié)構(gòu)模型。氫原子光譜是由具有特定波長(zhǎng)、彼此分立的譜線組成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)；玻爾原子結(jié)構(gòu)模型（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。基態(tài)激發(fā)態(tài)吸收能量輻射能量不同原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)可以吸收不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子吸收光譜。不同原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)可以發(fā)射不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子的發(fā)射光譜。在日常生活中，許多LED燈光、焰火、激光、霓虹燈光、熒光等都與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。根據(jù)玻爾模型，電子所處的軌道的能量是量子化的，軌道間的能量差也是確定的，而光的頻率與軌道所具有的能量E之間的關(guān)系可用下式表示。

hv＝|Ej-Ei|式中：h為普朗克常數(shù)，其值為6.626×10-34J·s。由上式計(jì)算得到的光的頻率（或波長(zhǎng)λ=c/v，c為光速）只能是不連續(xù)的，此時(shí)形成的是具有特征波長(zhǎng)的線狀光譜。玻爾原子結(jié)構(gòu)模型【思考】為什么氫原子光譜是由具有特定波長(zhǎng)、彼此分立的譜線組成的?meiyangyang8602玻爾原子結(jié)構(gòu)模型意義

（1）成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，（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。玻爾原子結(jié)構(gòu)模型在鈉原子中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…【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．產(chǎn)生多條譜線存在外磁場(chǎng)時(shí)一條譜線會(huì)分裂為多條量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述meiyangyang8602量子力學(xué)的誕生

量子力學(xué)誕生于1925年末至1926年初，它是由兩組物理學(xué)家相互獨(dú)立地用不同方法建立的。直接因量子力學(xué)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的就有六位∶德布羅意（L.V.deBroglie，1929年）、海森堡（W.Heisenberg，1932年）、狄拉克（P.A.Dirac，1933年）和薛定諤（E.Schr?dinger，1933年）、泡利（W.E.Pauli，1945年）和玻恩（M.Born，1954年）。德布羅意海森堡狄拉克薛定諤泡利玻恩量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（1）電子層

n:描述電子離核的遠(yuǎn)近．

n取值為正整數(shù)1，2，3，4，5，6…對(duì)應(yīng)符號(hào)為K，L，M，N，O，P…習(xí)慣上，將n所描述的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為電子層電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)★n越大，電子離核的平均距離越遠(yuǎn)，電子具有能量越高【思考】在進(jìn)行原子光譜實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常條件下，鈉原子中處于n=4的狀態(tài)上的核外電子躍遷到n=3的狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生多條譜線。量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述（2）能級(jí)描述同一電子層上電子的不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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。 電子層（n）12345電子層符號(hào)KLMNO能級(jí)符號(hào)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f......數(shù)目1234......能量升高量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述【思考】在外磁場(chǎng)存在的情況下，無論是氫原子還是多電子原子的光譜中，原來的一條譜線都可能分裂為多條，原子光譜在磁場(chǎng)中發(fā)生分裂，說明原子軌道在空間上有什么特征？（3）原子軌道描述原子中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同種原子軌道可有不同的伸展方向，伸展方向決定該種類型原子軌道的個(gè)數(shù)電子層n能級(jí)數(shù)能級(jí)類型原子軌道數(shù)111s1（1s）222s、2p4（2s、2Px、2Py、2Pz）333s、3p、3d9

(3s、3Px、3Py、3Pz、3d(5個(gè)))444s、4p、4d、4f16nnn2量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述原子軌道的圖形描述描述對(duì)象：原子中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。表示方法：將原子軌道的空間分布在直角坐標(biāo)系中表示出來。意義：表示原子軌道的三維空間分布?！飐軌道，球形對(duì)稱，只有一種伸展方向，1個(gè)原子軌道；★p

軌道，啞鈴(紡錘)形，有xyz三種伸展方向，p軌道含有3個(gè)軌道，記作px、py、pz量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述原子軌道了解：d軌道，五種伸展方向，

d軌道含有5個(gè)軌道；

f軌道含有7個(gè)軌道量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述原子軌道原子軌道間的能量關(guān)系：①相同能層上原子軌道能量的高低：Ens<Enp<End<Enf②形狀相同（相同能級(jí)類別）的原子軌道能量的高低：E1s<E2s<E3s<E4s③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相同：E2px=E2py=E2pz【思考】不同電子層的同種能級(jí)的原子軌道形狀是否完全相同？

不同電子層的同種能級(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(2s)<r(3s)，原子軌道能量：E(1s)<E(2s)<E(3s)。量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述在無外磁場(chǎng)的情況下，用高分辨光譜儀可觀測(cè)到氫原子中的核外電子由n=2的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時(shí)得到的是兩條靠得很近的譜線，同樣情況下鈉原子的黃色譜線也是靠得很近的兩條譜線。（4）電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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)。處于同一軌道上的電子自選狀態(tài)只能有兩種，分別用符號(hào)“↑”和“↓”表示【注意】電子自旋并不是像地球那樣繞軸“自轉(zhuǎn)”規(guī)律：第n電子層最多能容納

2n2

個(gè)電子每個(gè)軌道最多容納兩個(gè)電子【思考】鈉原子中有幾種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子？【總結(jié)】對(duì)于核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述：①電子層②能級(jí)③原子軌道（伸展方向）④自旋規(guī)律：電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)種類=電子數(shù)量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述【交流討論】解釋霓紅燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？

霓紅燈燈管中裝載的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色不同，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躍遷到能量較高的軌道，處在能量較高的軌道上的電子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，就看到紅色光，類似地，通電后氬氣發(fā)出藍(lán)色光等。電子在核外的空間分布【聯(lián)想質(zhì)疑】原子軌道可以用波函數(shù)來表示，那么，又該如何理解波函數(shù)?怎樣形象地描述電子在空間中的運(yùn)動(dòng)與分布呢?

與對(duì)宏觀物體運(yùn)動(dòng)的描述不同，對(duì)于質(zhì)量非常小、運(yùn)行速度極快且運(yùn)動(dòng)空間極小的微觀粒子而言，人們不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定它的位置和速度，但能通過對(duì)波函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理計(jì)算出電子在什么地方出現(xiàn)的概率大、在什么地方出現(xiàn)的概率小。電子云圖：用單位體積內(nèi)小點(diǎn)的疏密程度來表示電子在原子核外某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率的大小。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。電子在核外的空間分布電子云的意義：電子云不僅表示了電子在核外空間某處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大小，同時(shí)說明了量子力學(xué)中軌道的含義已與波爾軌道含義完全不同，它既不是圓周軌道，也不是經(jīng)典意義上的固定軌跡。電子在原子核外出現(xiàn)的概率規(guī)律:離核越近，電子出現(xiàn)的概率越大，電子云越密集。如2s電子云比1s電子云疏散?！舅伎肌吭陔娮釉茍D中，每個(gè)小點(diǎn)代表1個(gè)電子嗎？小點(diǎn)的疏密表示電子的多少嗎？每一個(gè)小點(diǎn)不代表1個(gè)電子，也不代表電子在這里出現(xiàn)過一次。小黑點(diǎn)的疏密表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率的大小，而不是表示電子的多少。電子云輪廓圖：為了形象化的簡(jiǎn)便描述，把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來。小結(jié)量子數(shù)n符號(hào)能級(jí)原子軌道能級(jí)數(shù)目能級(jí)符號(hào)符號(hào)軌道數(shù)軌道總數(shù)n＝1K1s1s11n＝2L2s2s14p2p3n＝3M3s3s19p3p3d3d5…………………n

n

n2課堂練習(xí)【交流討論】對(duì)氧原子的2px、2py、2pz，有以下不同的說法，你認(rèn)為正確嗎？(1)它們是同一原子軌道(2)電子云的形狀不相同(3)電子云在空間的伸展方向相同(4)它們的能量不相同課堂練習(xí)1.下列有關(guān)說法中正確的是(

)A.一般而言，n越大，電子離核平均距離越遠(yuǎn)，能量越低B.第n電子層中含有n個(gè)能級(jí)C.同一能級(jí)的不同原子軌道的能量是不同的D.處于同一原子軌道上的電子自旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能相同，也可能不同B課堂練習(xí)2.觀察2pz軌道電子云示意圖(如右圖所示)判斷