1、 物质结构理论是现代化学的重要组成部分，物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是也是医学医学、生命科学生命科学、材料科学材料科学、环境科学环境科学、能能源科学源科学、信息科学信息科学的重要基础。的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。物质的性质，为分子设计提供科学依据。本教材分为三章：本教材分为三章：原子结构原子结构、微粒间的微粒间的相互作用相互作用和和物质的聚集状态与物质性质物质的聚集状态与物质性质。第一章第一章 原子结构原
2、子结构第一节第一节 原子结构模型原子结构模型第二节第二节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表第三节第三节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质教学目标：教学目标：1、知道核外电子的运动不同于宏观物体核外电子的运动不同于宏观物体，不能同时准确测定它的位置和速度；初步认识原子结构的量子力学模型，知道原子中单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述；认识到原子轨道的原子轨道的能量是量子化的能量是量子化的，原子轨道的能量用能级来描述原子轨道的能量用能级来描述；知道电子云是对电子在空间单位体积里出现概率大小的形象化描述。2、知道科学假说模型在原子结构建立中的重要作用。3、通过原子结构量子力学模型建立的
3、历史，感受科学家在科学创造中的丰功伟绩。知识与技能：知识与技能：了解核外电子空间运动状态的描述方法，从能级和概率统计两个视角认识核外电子运动的特点。过程与方法：过程与方法：知道科学假说模型在原子结构建立中的重要作用。第一节第一节 原子结构模型原子结构模型不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型:庄子：一尺之棰，日取其半，万世不竭万世不竭。墨子：非半弗斫，则不动，说在端端。1、公元前400多年前，希腊哲学家德谟克利特等人认为：把构成物质的最小单位叫原子。但这是一种很懵懂的认识。但这是一种很懵懂的认识。2、道尔顿实心球模型、道尔顿实心球模型 1803年英国自然科学家约翰年英国自然科学家约翰道道
4、尔顿提出了世界上第一个原子的理尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。论模型。道尔顿的理论主要有以下三点：道尔顿的理论主要有以下三点：原子都是不能再分的粒子原子都是不能再分的粒子 同种元素的原子的各种性质和质同种元素的原子的各种性质和质量都相同量都相同 原子是微小的实心球体原子是微小的实心球体 按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也不能毁灭，又不能再分割的最最基本的物质不能毁灭，又不能再分割的最最基本的物质粒子。那么，放电管中的粒子。那么，放电管中的“射线射线”是什么呢？是什么呢？汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在各种汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在各种元
5、素的原子中都有电子。元素的原子中都有电子。这样看来，原子就这样看来，原子就不是不可再分的了！也就是说，原子不是最不是不可再分的了！也就是说，原子不是最最基本的物质粒子了！最基本的物质粒子了！3、1903年汤姆逊在发现电子的基础上年汤姆逊在发现电子的基础上提出了原子的提出了原子的“葡萄干布丁模型葡萄干布丁模型”。汤姆逊认为：汤姆逊认为：电子是平均的分布在整个电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个原子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互们的负电荷与那些正电荷相互抵消。抵消。在受到激发时，电子会离开在受到激发时，电子会离开原子
6、，产生阴极射线。原子，产生阴极射线。汤姆逊的学生卢瑟福完成的汤姆逊的学生卢瑟福完成的粒子轰击金箔粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。正确性。葡萄干布丁葡萄干布丁 模型模型4、卢瑟福原子模型、卢瑟福原子模型根据粒子散射实验粒子散射实验原子的“核式模型核式模型”体积很小体积很小相对质量相对质量为为4 4的带的带正电正电粒子粒子现象：现象：1、大部分大部分粒子穿过薄的金箔粒子穿过薄的金箔2、极少数极少数粒子好象打在坚硬的东西上，完粒子好象打在坚硬的东西上，完全反弹回来。全反弹回来。3、少数少数粒子穿过薄的金箔时，发生了偏转。粒子穿过薄的
7、金箔时，发生了偏转。科学探究科学探究卢瑟福通过实验推断出：卢瑟福通过实验推断出：1、原子、原子大部分是空的。大部分是空的。2、中间有一个、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子很小的粒子原子核。原子核。3、原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。进行绕核运动。5、玻尔原子模型、玻尔原子模型6、原子结构的量子力学模型量子力学模型（电子云模型）（电子云模型）【小结小结】人类对原子结构的认识历史：人类对原子结构的认识历史：
8、德谟克利特：朴素原子观德谟克利特：朴素原子观道尔顿：原子学说道尔顿：原子学说汤姆逊：汤姆逊：“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型卢瑟福卢瑟福：核式原子结构模型：核式原子结构模型玻尔玻尔：原子轨道模型：原子轨道模型现代量子力学模型：两组物理学家建立的现代量子力学模型：两组物理学家建立的知识支持 教材P3 连续光谱(continuous spectrum)：线状光谱(原子光谱)(line spectrum)：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳
9、光等。如阳光等。若由光谱仪获得的光谱是由若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长具有特定波长的、彼此分立的谱线的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为所组成的，则所得光谱为线状光谱线状光谱。如氢原子光谱等。教材。如氢原子光谱等。教材P3 图1-1-21、氢原子光谱狭义的光狭义的光：波长400700nm之间的电磁波；广义的光：广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、紫外光、X射线等。氢原子的线状光谱氢原子的线状光谱太阳光的连续光谱太阳光的连续光谱 质疑质疑 根据根据卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型和和经典的经典的电磁学观点电磁学观点，围绕原子核高速运动的电，围绕原子核高速运动的电子一定会自动
10、且连续地辐射能量，其光子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是谱应是连续光谱连续光谱而不应是而不应是线状光谱线状光谱。那。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？不是连续光谱呢？卢瑟福的原子卢瑟福的原子结构模型结构模型的基础上提出的基础上提出（1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不不辐射能量。（2）不同轨道上运动的电子具有不）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是同能量，而且能量是量子化量子化的，的，即能即能量是量是“一份一份一份一份”的的,不能连续变化而不能连续变化而只能取某些不连续的数值，只能取某些不连续的数值，轨
11、道能量轨道能量依依n值（值（1、2、3、）的增大而升）的增大而升高高，n称为称为量子数量子数。通俗说法：核外通俗说法：核外电子分层排布，电子分层排布，n表示电子层数表示电子层数对氢对氢原子原子而言，电子处在而言，电子处在n=1的轨道的轨道是能量最低，称为是能量最低，称为基态基态，能量，能量高于基高于基态的状态，称为态的状态，称为激发态激发态；（3）只有当电子从一个轨道（能量）只有当电子从一个轨道（能量为为Ei）跃迁到另一个轨道（能量为）跃迁到另一个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。如）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，
12、就形成了光谱。现并被记录下来，就形成了光谱。2、电子处于能量最低的状态，称为、电子处于能量最低的状态，称为基态。基态。电子能量处于高于基态的状态，称为电子能量处于高于基态的状态，称为激发态。激发态。【小结小结】1、玻尔原子结构模型要点：、玻尔原子结构模型要点：（1）电子在具有能量轨道上运动，不辐）电子在具有能量轨道上运动，不辐射能量；射能量；（2）电子的能量是量子化的。（电子分）电子的能量是量子化的。（电子分层排布）层排布）（3）电子发生跃迁时，才会不连续的辐）电子发生跃迁时，才会不连续的辐射或吸收能量。射或吸收能量。拓宽应用拓宽应用1 1、依据玻尔原子结构模型基本观点依据玻尔原子结构模型基本
13、观点解释氢原子光谱是怎样产生的？为什解释氢原子光谱是怎样产生的？为什么会有多条谱线？么会有多条谱线？参照课本参照课本P34页页“追根寻源追根寻源”电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。为什么氢光谱是线状光谱？n=4n=3n=2n=1吸收能量释放能量发射光谱氢原子从一个电子氢原子从一个电子层跃迁到另一个电层跃迁到另一个电子层时，吸收或释子层时，吸收或释放一定的能量，就放一定的能量，就会吸收或释放一定会吸收或释放一定波长的光，波长的光，所以得到线状光谱所以得到线状光谱身边的化学 阅读教材阅读教材P4 了解了解“霓虹灯为什么能霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光？够发出五颜六色的光？”电子在发生跃迁时辐射或吸收电子在发生跃迁时辐射或吸收能量是量子化的，对霓虹灯而言，能量是量子化的，对霓虹灯而言，灯管中装载的气体不同，在高电灯管中装载的气体不同，在高电压的激发下发出的光的颜色就不压的激发下发出的光的颜色就不同。同。玻尔理论的局限：玻尔理论的局限：A.多电子原子光谱多电子原子光谱 B.氢原子的精细光谱氢原子的精细光谱原子核外电子运动描述方法原子核外电子运动描述方法本节小结本节小结1、氢原子光谱、氢原子光谱连续光谱线状光谱3、解释、应用：追根寻源、身边的化学等
