1、第一章原子结构与元素性质第一章原子结构与元素性质第第1 1节原子结构模型第节原子结构模型第1 1课时课时 学习目标学习目标核心素养培养核心素养培养1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程。了解有关核外电子运动模型的历史发展过程。会运用玻尔原子结构模型的基本观点解释原子光会运用玻尔原子结构模型的基本观点解释原子光谱的特点。谱的特点。证据推理与模证据推理与模型认知型认知2.结合量子力学对核外电子运动状态的描述认识结合量子力学对核外电子运动状态的描述认识微观电子不同于宏观物体微观电子不同于宏观物体,不能同时准确地测定电不能同时准确地测定电子的位置和速度。子的位置和速度。宏观辨识与微宏观辨识与微观探
2、析观探析3.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征知道电子运动的能量状态具有量子化的特征,电电子可以处于不同的能级子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发在一定条件下会发生激发和跃迁。知道电子的运动状态和跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量空间分布及能量)可以通过原子轨道和电子云模型来描述。可以通过原子轨道和电子云模型来描述。证据推理与模证据推理与模型认知型认知不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型时间或年时间或年代代18031803年年19031903年年19111911年年19131913年年2020世纪世纪2020年年代中期代中期原子结构原子结构模型模型模型模型名称名称 相
3、关科学相关科学家家道尔顿道尔顿葡萄干布葡萄干布丁模型丁模型汤姆孙汤姆孙核式模型核式模型卢瑟福卢瑟福电子分层电子分层排布模型排布模型玻尔玻尔量子力量子力学模型学模型阅读课本第阅读课本第2 2页开始部分，了解不同时期人们对原子的认识历程。页开始部分，了解不同时期人们对原子的认识历程。实心球实心球原子模型原子模型薛定谔薛定谔(2)(2)汤姆逊原子模型汤姆逊原子模型(1903(1903年年) )：原子是一个平均分布着正电荷的粒：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。(1)(1)道尔顿原子模型道尔
4、顿原子模型(1803(1803年年) )：原子是组成物质的基本粒子，它们：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。是坚实的、不可再分的实心球。(3)(3)卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型(1911(1911年年) )：在原子的中心有一个带正电荷的核：在原子的中心有一个带正电荷的核, ,它的质量几乎等于原子的全部质量它的质量几乎等于原子的全部质量, ,电子在它的周围高速运动。电子在它的周围高速运动。(5)(5)原子结构的量子力学模型原子结构的量子力学模型(20(20世纪世纪2020年代中期年代中期) )：现代物质结构：现代物质结构学说。学说。( (原子轨道理论，原子轨道理论，4 4
5、个量子数：电子层、能级、原子轨道、个量子数：电子层、能级、原子轨道、自旋自旋) )(4)(4)玻尔原子模型玻尔原子模型(1913(1913年年) )：电子在原子核外空间的一定轨道上绕：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。核做高速的圆周运动。(1 (1个量子数：电子层个量子数：电子层) )连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。如阳光等。差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。如阳光等。线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的
6、谱线所线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为线状光谱。如氢原子光谱等。组成的，则所得光谱为线状光谱。如氢原子光谱等。利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来，利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来，就得到所谓的光谱。就得到所谓的光谱。氢原子在电场的激发发光形成的是线状光谱太阳光折射后形成的是的连续光谱原子的吸收光谱与发射光谱原子的吸收光谱与发射光谱吸收光谱吸收光谱发射光谱发射光谱光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。元素
7、，称为光谱分析。电光源、焰色反应、物质燃烧或高温下发光等都与原子核外电子电光源、焰色反应、物质燃烧或高温下发光等都与原子核外电子的跃迁有关的跃迁有关, ,而化学反应中的颜色变化与原子核外电子的跃迁无关。而化学反应中的颜色变化与原子核外电子的跃迁无关。阅读课本第阅读课本第3 3页页, ,了解氢原子光谱是何种光谱？这个事实对原子结了解氢原子光谱是何种光谱？这个事实对原子结构模型的认识带来怎样的问题？构模型的认识带来怎样的问题？ 质疑质疑 根据卢瑟福的原子结构模型和经典的电磁学观点，围绕原根据卢瑟福的原子结构模型和经典的电磁学观点，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是子核高
8、速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？光谱而不是连续光谱呢？阅读课本第阅读课本第3-43-4页，了解玻尔原子结构模型的基本观点，他是如何页，了解玻尔原子结构模型的基本观点，他是如何解释氢原子光谱是由特定波长、彼此独立的谱线组成的？解释氢原子光谱是由特定波长、彼此独立的谱线组成的？玻尔的原子结构模型意义：玻尔的原子结构模型意义： 玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实
9、验事实。子光谱是线状光谱的实验事实。一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1 1、玻尔核外电子分层排布的原子结构模型的观点：、玻尔核外电子分层排布的原子结构模型的观点：原子中的电子具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量；原子中的电子具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不辐射能量；在不同轨道上的电子具有不同能量，而且能量值是不连续的在不同轨道上的电子具有不同能量，而且能量值是不连续的, ,是量子化的是量子化的, ,轨轨道能量依量子数道能量依量子数n n 的值增大而升高的值增大而升高,(n=1,(n=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7)
10、,7),电子能量最低的电子能量最低的状态叫基态，电子能量高于基态的状态叫激发态。状态叫基态，电子能量高于基态的状态叫激发态。只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射( (或吸收或吸收) )能量，当以能量，当以光的形式表现并被记录时，就形成了光谱。光的形式表现并被记录时，就形成了光谱。2 2、光谱的分类和氢原子光谱、光谱的分类和氢原子光谱氢原子光谱是线状光谱氢原子光谱是线状光谱3 3、玻尔原子结构模型的成功之处、玻尔原子结构模型的成功之处成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。阐明了原子光谱源
11、自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。而电子所处的轨道的能量是量子化的。玻尔不足之处：玻尔不足之处：阅读课本第阅读课本第4545页，了解玻尔模型难以解释的问题页，了解玻尔模型难以解释的问题阅读课本第阅读课本第5656页，量子力学理论和利用四个量子数对核外电页，量子力学理论和利用四个量子数对核外电子运动状态的描述。子运动状态的描述。二二. .量子力学对原子核外电子运动状态的描述量子力学对原子核外电子运动状态的描述1 1、原子轨道：量子力学理论用原子轨道来描述原子中单个电子、原子轨道：量子力学理论用原子轨道来描
12、述原子中单个电子的空间运动状态，某一个原子轨道，应属于某个能层的空间运动状态，某一个原子轨道，应属于某个能层( (电子层电子层n)n)的某个能级的某个能级(s(s、p p、d d、f f等等) )。电子层电子层( (能层能层) )n n 的取值的取值1 12 23 34 45 56 67 7符号符号_离核远近离核远近能量高低能量高低由近及远由近及远由低到高由低到高KLMNOPQ 用来描述电子离核的远近用来描述电子离核的远近, ,量子数量子数n n表示的电子的运动状态通表示的电子的运动状态通常称为电子层（能层）。常称为电子层（能层）。 能级能级(电子亚层、原子轨道的形状电子亚层、原子轨道的形状)
13、描述同一电子层中能量不同的能级，也称为描述同一电子层中能量不同的能级，也称为(电子云电子云)原子轨道的原子轨道的形状、电子亚层。形状、电子亚层。 第第1电子层电子层(n=1，K 层层)有有1个能级：个能级：1s；第第2电子层电子层(n=2，L 层层)有有2个能级：个能级：2s、2p；第第3电子层电子层(n=3，M层层)有有3个能级：个能级：3s、3p、3d；第第4电子层电子层(n=4，N层层)有有4个能级：个能级：4s、4p、4d、4f 不同能级的形状不同形状：不同能级的形状不同形状： s 能级球形、能级球形、p能级哑铃形能级哑铃形(纺锤形纺锤形)、d、 f 等。等。原子轨道原子轨道(电子云电
14、子云)的伸展方向的伸展方向描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨道的不同伸展方向。道的不同伸展方向。S能级有能级有1个原子轨道，个原子轨道，p能级有能级有3个能量相同的原子轨道，个能量相同的原子轨道，px 、py、 pz； d能级有能级有5个能量相同的原子轨道，；个能量相同的原子轨道，；f能级有能级有7个能量相个能量相同的原子轨道同的原子轨道同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同核外电子的自旋量子化状态核外电子的自旋量子化状态描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简
15、称为电子自旋状态。描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简称为电子自旋状态。 注意注意:电子自旋并不是像地球等行星一样电子自旋并不是像地球等行星一样“自转自转”,其实质还在其实质还在探索中。探索中。处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。通常用符号通常用符号和和表示。表示。 阅读课本第阅读课本第6 6页，了解五颜六色的霓虹灯是如何发光的？学会解释页，了解五颜六色的霓虹灯是如何发光的？学会解释物体发光的原理。物体发光的原理。核外电子的运动状态：电子层、能级、原子轨道、自旋状态核外电子的运动状态：电子层、能级、原子轨道、自旋状态122232421.1.
16、用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_。燃烧时，电子获得能量，从能量较低的轨道向能量较高的轨道燃烧时，电子获得能量，从能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁，跃迁到能量较高的轨道的电子处于一种不稳定的状态，跃迁，跃迁到能量较高的轨道的电子处于一种不稳定的状态，它随即就会跃达到能量较低的轨道，并向外界以光能的形式释它随即就会跃达到能量较低的轨道，并向外界以光能的形式释放能量放能量焰色反应所发出的光：从能量变化的角度来说是发
17、射光谱，焰色反应所发出的光：从能量变化的角度来说是发射光谱，从波长特点来说是不连续的，因此也是线状光谱。从波长特点来说是不连续的，因此也是线状光谱。2、找出下列条件下能级的数目、找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号：并写出其能级的符号： A. n=1 B. n=2 C. n=3 D. n=411s22s2p33s3p3d44s4p4d4f规律规律: : 每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数n n3、找出下列条件下原子轨道的数目的数目、找出下列条件下原子轨道的数目的数目,并写出其能级的符号：并写出其能级的符号： A. n=1 B. n=2 C. n=3 1 1s1 1s4 2s
18、 2p (2px 2py 2pz)4 2s 2p (2px 2py 2pz) 3s 3p(3px 3py 3pz ) 3d (5 3s 3p(3px 3py 3pz ) 3d (5种种) )4下列各电子层中不包含下列各电子层中不包含d能级的是能级的是( ) AN电子层电子层 BM电子层电子层 CL电子层电子层 DK电子层电子层C D5.下列能级中，轨道数为下列能级中，轨道数为5的是（的是（ ） A. s 能级能级 B. p 能级能级 C. d 能级能级 D. f 能级能级C7.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？ 2s 2d 4p 5d2s存在，轨道数为存在，轨道数为12d不能存在不能存在4p存在，轨道数为存在，轨道数为35d存在，轨道数为存在，轨道数为56.在在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（轨道中，具有球对称性的是（ ） A. 1s B. 2px C. 2py D. 2pzA课下学习：课下学习：阅读课本，掌握本节课的知识内容，预习原子轨道的图形描述；阅读课本，掌握本节课的知识内容，预习原子轨道的图形描述；课本练习第课本练习第9页页17题；题；
