校本122.元素是指具有相同核電荷數(shù)(即核內質子數(shù))的同一類原子的總稱。核素：

具有相同數(shù)目的質子和相同數(shù)目中子的一類原子。同位素：

質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素稱為同位素。同素異形體：同種元素形成不同的單質互為同素異形體。質量數(shù)(A)＝質子數(shù)(Z)＋

中子數(shù)(N)

校本122.量子力學對原子核外電子運動狀態(tài)的描述1.

1.2原子結構與元素性質第一章那么該如何解釋氫原子光譜和多原子光譜的復雜現(xiàn)象呢？運用量子力學描述原子核外電子的運動狀態(tài)課程導入在鈉原子中

n=4在氫原子中

n=2

n=1電子躍遷

n=3也得到兩條靠得很近的譜線

產生多條譜線電子躍遷n的取值1234567符號_K__L__M__N__O__P__Q_離核遠近由近到遠能量高低由低到高

一、

原子軌道1.電子層

（能層）（1）

含義：

量子數(shù)n所描述的電子運動狀態(tài)。n取正整數(shù)：

1，

2，

3，

4......（2）

表示方法原子軌道：

描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài)。（3）

能量高低：

在同一個電子層中能量由低到高排序：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)

…

…在無外磁場時，

處于同一能級的電子的空間運動狀態(tài)的能量相同。一、

原子軌道2.

能級

（電子亞層/亞層）（1）

含義：同一個電子層

（n相同）

可分成若干個能級。（2）

表示方法：分別用符號s

、

p

、

d

、

f、

g等表示。各能級上對應的原子軌道數(shù)spdf......1357......量子力學中描述單個電子的空間運動狀態(tài)

一、

原子軌道2.

能級

（電子亞層/亞層）量子數(shù)

（n）符號能級種類原子軌道數(shù)1Ks1

（1s）2Lsp4（2s

、2px

、2py

、2pz）3Mspd簡并軌道4Nspdf16[4s

、

4px

、

4py

、

4pz、

4d(含5個原子軌道)、4f(含7個原子軌道)]n....n種n2如何解釋外加磁場時，原來的譜線會生成多條譜線？規(guī)

則：

第n

電

子

層上

有n個

能

級，有n2個軌道。9[3s

、

3px

、

3py

、

3pz、3d(含5個原子軌道)]外加磁場存在的情況下，

無論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。

一、

原子軌道3.外加磁場對電子運動狀態(tài)的影響有外加磁場時，

處于同一能級的電子的空間運動狀態(tài)的能量不同p能級s能級p能級d能級無外加磁場時，mmmmo

鈉原子的黃色譜線可以得到靠得很近的兩條譜線在氫原子中

n=2

n=1也得到兩條靠得很近的譜線沒有外加磁場時為什么也有多條譜線產生呢？

一、

原子軌道在鈉原子中

n=4電子躍遷

n=3

產生多條譜線電子躍遷

一、

原子軌道（1）

意義：

核外運動的電子還存在一種被稱為

“自旋

”的量子化狀態(tài)?！?/p>

自旋

”是電子的固有性質。

“自旋

”并不意味著電子像地球一般

“自轉

”，

其實際意義更為深遠。泡利不相容原理：

在一個原子軌道里，

最多只

能容納2個電子，

它們的自旋狀態(tài)相反。每個電子層中最多容納幾個電子？（2）

表示方法：

處于同一原子軌道上的電子自旋狀態(tài)只能有兩種。分別用符號

“↑

”、

“↓

”表示。4.自旋狀態(tài)沃爾夫岡

·泡利

電子運動狀態(tài)：

一個完整的單電子運動狀態(tài)由電子層、

能級、原子軌道以及自旋狀態(tài)確定。

電子空間運動狀態(tài)

（原子軌道）：

電子層、

能級、

空間取向

一個原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的兩個電子。

每個電子層中最多容納2n2個電子。

一、

原子軌道

空間運動狀態(tài)種類=原子軌道數(shù)

運動狀態(tài)種類=電子數(shù)一、

原子軌道

不同原子軌道能量高低的關系ns

np

nd

nf不同能級相同電子層如：

2px=2py=2pz相同能級不同電子層如：1s

2s

3s

4s即決定原子核外電子能量的是電子層和能級。課堂練習1.正誤判斷(×)不同電子層的s能級中電子的能量完全相同()

第三電子層有s

、

p共兩個能級(√3)當

電子層數(shù)n＝2時，

有2s

、

2px

、

2py

、

2pz

四個原子軌道(√)各能級的原子軌道數(shù)按s

、

p

、

d

、

f的順序依次為1

、

3

、

5

、

7(×)處于s能級的電子能量一定比處于p能級的電子能量低

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖1.原子軌道的圖形描述原子中單個電子的空間運動狀態(tài)用原子軌道來描述，

原子軌道圖形用于表示原子軌道的空間分布。原子軌道在量子力學中用波函數(shù)來表示，

并可以將其以圖形的

方式在直角坐標系中呈現(xiàn)出來。

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖1.原子軌道的圖形描述s軌道——球形具有球對稱性zyxzyxzyxyx4s2s3s1sz

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖1.原子軌道的圖形描述p軌道——啞鈴形/紡錘形分別相對于x、y

、z軸對稱，

呈啞鈴形(∞)px

py

pz

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖1.原子軌道的圖形描述「拓」d軌道花瓣形

f軌道2.

電子在核外的空間分布（1）

原子核外電子的運動特點質量僅為9.1×10－31

kg①電子的質量很_小__，帶_負_____

電荷。②電子運動的空間范圍

小____。③電子做___高速

_運動，

接近光速。原子軌道是

“

波函數(shù)

”一個形象化的描述，用于描述原子核外電子的空間運動狀態(tài)，

不是真實存在的軌道！1932年獲諾貝爾物理學獎有別于宏觀物體，

微觀粒子無法同時精確測量某個電子在某一時刻的位置和速度。

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖海森堡測不準原理

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖2.

電子在核外的空間分布（2）電子云圖①

概念：

描述電子在核外空間某處單位體積內的概率分布的圖形。②含義：

點表示電子在此處出現(xiàn)過，用單位體積內小點的疏密程度來表示電子在原子核外某處單位體積內出現(xiàn)概率的大小。小點是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率大小的形象描述。不是表示此處有一個電子存在！氫原子1s電子的電子云圖

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖2.

電子在核外的空間分布（2）電子云圖

③形狀1s電子的電子云輪廓圖繪制過程將出現(xiàn)概率90%的空間圈出來電子云圖與電子云輪廓圖

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖2.

電子在核外的空間分布（2）電子云圖

③形狀不同能級s電子的電子云形狀一致，

均為球形相同原子的s電子的電子云輪廓圖能層越高，

s電子的電子云半徑越大4s2s3s1s2py

電子云

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖2.

電子在核外的空間分布（2）電子云圖

③形狀

啞鈴形px

、

py

、

p

z

的電子云輪廓圖

二、

原子軌道的圖形描述與電子云圖2.

電子在核外的空間分布（2）電子云圖④意義：電子云不僅表示電子在核外空間某處單位體積內出現(xiàn)的概率，同時說明量子力學中軌道的含義與玻爾軌道的含義完全不同，它既不是圓周軌道也不是其他經典意義上的固定軌跡。是一種數(shù)學上概率統(tǒng)計結果的形象化表示。量子力學誕生于1925年末至1926年初，

它是由兩組物理學家相互獨立地用不同方法建立的。

直接因量子力學而獲得諾貝爾物理學獎的就有六位

: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）

。

三、

量子力學的誕生德布羅意狄拉克海森堡薛定諤玻恩泡利

三、

量子力學的誕生物理學家們將矩陣力學與波動力學統(tǒng)一起來，

統(tǒng)稱量子力學。1925海森堡1926

薛定諤神秘波之路：波動力學魔矩陣之路：

矩陣力學1900普朗克含義決定電子運動狀態(tài)的四個因素不同原子軌道能量高低比較電子層數(shù)、

能級數(shù)、

軌道數(shù)與容納電子數(shù)的關系第一節(jié)

第2課時量子力學對原子核外電子運動狀態(tài)的描述

課堂小結原子軌道圖形和電子云圖特征形狀含義原子軌道課堂練習2.原子核外電子的運動狀態(tài)決定因素有

電子層_、能級_、原子軌道_、自_

旋狀態(tài)

。(1)Na原子核外有

11

個電子，

有

11種運動狀態(tài)，即一個原子中不存在(填“存在”

或“

不存在”)運動狀態(tài)相同的電子。(2)電子層數(shù)n＝5時，

該層電子的空間運動狀態(tài)有

25

種，

原子軌道總數(shù)

25

個，

s能級的表示符號為

5s

。

空間運動狀態(tài)種類=原子軌道數(shù)

運動狀態(tài)種類=電子數(shù)課堂練習3.正誤判斷(×)1s

、

2px

、

2py

、

2pz軌道都具有球對稱性。(×)s電子繞核旋轉，

其軌道為一圓圈。(×)電子云圖中每個小點表