第2课时四个量子数ppt课件

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1、 画出下列原子的原子结构示意图画出下列原子的原子结构示意图 O O、NaNa、AlAl、ArAr【巩固练习【巩固练习】1 1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中包含有下述三个论点：用。他的学说中包含有下述三个论点：原子是不能再分的粒子；原子是不能再分的粒子；同种元素同种元素的原子的各种性质和质量都相同；的原子的各种性质和质量都相同；原原子是微小的实心球体。从现代的观点来子是微小的实心球体。从现代的观点来看，你认为这三个论点中不确切的是看，你认为这三个论点中不确切的是 A A只有只有 B B只有只有 C C只有只有 D D2.2.汤姆逊的原子学说中葡

2、萄干指的是什么汤姆逊的原子学说中葡萄干指的是什么?电子电子D【小结】人类对原子结构的认识历史：【小结】人类对原子结构的认识历史：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：原子学说汤姆生：汤姆生：“葡萄干面包式葡萄干面包式”模模型型卢瑟福卢瑟福：带核原子结构模型：带核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现代量子力学模型卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型的基础上提的基础上提出出（1）原子中的电原子中的电子在具有确定半径子在具有确定半径的圆周轨道上绕原的圆周轨道上绕原子核运动，并且子核运动，并且不不辐射能量；辐射能量；（2）不同轨道上运动的

3、电子具有不同能）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是量子化的，轨道能量依量，而且能量是量子化的，轨道能量依n值（值（1、2、3、）的增大而升高，）的增大而升高，n称称为量子数。对氢为量子数。对氢原子原子而言，电子处在而言，电子处在n=1的轨道是能量最低，称为的轨道是能量最低，称为基态基态，能量，能量高于高于基态的状态，称为基态的状态，称为激发态激发态；（3）只有当电子从一个轨道（能量为）只有当电子从一个轨道（能量为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）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下

4、来，就形成了以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。光谱。追根寻源 试用玻尔理论玻尔理论来介绍为什么氢原子来介绍为什么氢原子光谱是光谱是线状光谱线状光谱？身边的化学 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。联想联想质疑质疑波尔只引波尔只引入入一个一个量子数量子数n,能比能比较好地解释了氢原子较好地解释了氢原子线状光谱产生的原

5、因；线状光谱产生的原因；但但复杂的光谱复杂的光谱解释不解释不了。了。在钠原子中在钠原子中n=4n=3 电子跃迁电子跃迁在氢原子中在氢原子中n=2n=1 电子跃迁电子跃迁也得到两条靠得很近的谱线也得到两条靠得很近的谱线实验事实实验事实:原子轨道与四个量子数原子轨道与四个量子数（）原子光谱带来的疑问？（）原子光谱带来的疑问？钠原子光谱在钠原子光谱在n=3到到n=4之间会产生两之间会产生两(多多)条谱线条谱线氢原子光谱在氢原子光谱在n=到到n=之间谱线实际上是两条靠之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线得非常近的谱线在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线这些问

6、题用玻尔的原子模型这些问题用玻尔的原子模型无法解释无法解释 原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、l l、m共同描述共同描述.1、原子轨道与四个量子数（1 1）主量子数）主量子数n:n:描述电子离核的远近描述电子离核的远近 n取值为正整数取值为正整数，对应符号为对应符号为 ，n 所表示的运动状态称为所表示的运动状态称为电子层（电子层（能层能层）练习练习:下列各层电子能量的从高到低的顺序

7、是下列各层电子能量的从高到低的顺序是 A.M层层 B.K层层 C.N层层 D.L层层（2 2）角量子数）角量子数l l :电子亚层电子亚层（能级）（能级）描述描述(电子云电子云)原子轨道的形状原子轨道的形状 l l取值为取值为 0，(n-1)共共n个数值个数值 符号为符号为 s，p，d，f 等等 若电子的若电子的n、l l 相同，则电子的能量相同相同，则电子的能量相同 在一个电子层中，在一个电子层中，l l 的取值有多少个，表示电子的取值有多少个，表示电子 层层 有多少个不同的能级有多少个不同的能级练习练习: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

8、A.n=1 B.n=2C.n=3 D.n=41 1s2 2s 2p3 3s 3p 3d4 4s 4p 4d 4f规律规律:每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数三、电子云和原子轨道三、电子云和原子轨道 1 1、电子运动的特点：质量极小，运动空间极、电子运动的特点：质量极小，运动空间极 小，极高速运动。小，极高速运动。统计统计它在原子核外各处出现的概率它在原子核外各处出现的概率因此，电子运动因此，电子运动不不能用牛顿运动定律来描述，能用牛顿运动定律来描述，只能用只能用_的观点来描述。统计出的观点来描述。统计出_._.2 2、无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。、无确定的轨道，无法描述其运动

9、轨迹。3 3、不能同时测定电子在某一刻所在的位置和运、不能同时测定电子在某一刻所在的位置和运动速度。动速度。宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光很大（接近光速）速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）不可确定不可确定宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同形象化的描述电子在核形象化的描述电子在核外空间单位体积内出现外空间单位体积内出现概率大小的图形概率大小的图形1 1、电子云、电子云说明说明:(1)(1)电子云图中的每一个点电子云图中的每一个点并不是表

10、示一个电子并不是表示一个电子.(2)(2)电子云图中单位体积内点越稠密（电子云密电子云图中单位体积内点越稠密（电子云密度大）度大）,表示电子在单位体积内出现的概率越大表示电子在单位体积内出现的概率越大:单位体积内点越稀疏（电子云密度小）单位体积内点越稀疏（电子云密度小）,表示电表示电子在那里在单位体积内出现的概率越小子在那里在单位体积内出现的概率越小.常把电子出现的概率约为常把电子出现的概率约为90%的空间圈出的空间圈出来，人 们 把 这 种 电 子 云 轮 廓 图 成 为来，人 们 把 这 种 电 子 云 轮 廓 图 成 为_。原子轨道原子轨道 2 2、原子轨道原子轨道 球球半径越大半径越大

11、 S S原子轨道是原子轨道是_形对称的，形对称的，S S能级能级只有一个原子轨道；能层序数越大，原子轨只有一个原子轨道；能层序数越大，原子轨道的道的_。s能级的原子轨道图能级的原子轨道图 P P原子轨道是原子轨道是_形的，每个形的，每个P P能级能级有有_个轨道，它们互相垂直，分别以个轨道，它们互相垂直，分别以_、_、_为符号。为符号。P P原子轨道原子轨道的平均半径也随能层序数增大而的平均半径也随能层序数增大而_。在同。在同一能层中一能层中P P x x,P,Py y,P,PZ Z的的能量相同能量相同。纺锤纺锤 3 3 P Px xP Py yP Pz z增大增大P P能级的原子轨道能级的原

12、子轨道P P能能级级的的原原子子轨轨道道P P能级的原子轨道是纺锤形的能级的原子轨道是纺锤形的,每个每个P P能级有能级有3 3个原子轨道个原子轨道,它们它们相互垂直相互垂直,分别以分别以P P x x,P,Py y,P,PZ Z表示表示.（3）磁量子数）磁量子数m:每一电子亚层的原子轨道数每一电子亚层的原子轨道数 描述磁场中原子轨道的能量状态描述磁场中原子轨道的能量状态m可以取可以取(2l l+1)个数值个数值.如如l l=0,m只可以取只可以取1个值，对应谱线只有一条个值，对应谱线只有一条.如如l l=1,m可以取可以取3个值个值,对应的谱线有三条对应的谱线有三条.如如l l=2,m可以取

13、可以取5个值个值,对应的谱线有五条对应的谱线有五条.n、l l、m确定，原子轨道就确定了确定，原子轨道就确定了.练习练习:找出下列条件下原子轨道的数目找出下列条件下原子轨道的数目A.n=1 B.n=2C.n=31 1s4 2s：1 2p：39 3s：1 3p：3：5 （4）自旋量子数自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简称为电子自旋状态简称为电子自旋状态).处于同轨道上的电子的处于同轨道上的电子的自旋状态自旋状态只有两种只有两种.分别用符号分别用符号、表示表示).注意注意:自旋并不是自旋并不是”自转自转”,实际意义更为深远实际意义更为深

14、远.练习练习:实验证明实验证明,同一原子中电子的运动状态均同一原子中电子的运动状态均不相同不相同.试推断试推断:每个原子轨道最多有几个电子每个原子轨道最多有几个电子?每个电子层最多有多少个电子每个电子层最多有多少个电子?2、量子数和原子轨道的关系、量子数和原子轨道的关系nl原子轨道原子轨道ms取值取值符号符号取值取值符号符号符号符号取值取值1K0s1/22L0s1/21p1/23M0s1/21p1/22d1/21s2s2px 2py 2pz3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2知识小结知识小结:习题习题 1.下列各电子层，不包含下列各电子层，不包含d能

15、级的是（能级的是（）。）。A.N电子层电子层 B.M电子层电子层 C.L电子层电子层 D.K电子层电子层C、D2.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C3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（少轨道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d答：答：（1）2s存在，轨道数为存在，轨道数为1（2）2d不能存在不能存在（3）4p存在，轨道数为存在，轨道数为3（4）5d存在，轨道数为存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。写出下列各组量子数表示的原子轨道

16、的符号。（1）n=1，l l=1 （2）n=4，l l=0（3）n=5，l l=2 2p4s5d1、主量子数不同的同一类型的轨道、主量子数不同的同一类型的轨道:1S 2S 3S 4S2、主量子数相同的不同轨道：、主量子数相同的不同轨道：2s 2p 3s 3p 3d3、主量子数、轨道形状相同但空间伸展方向不、主量子数、轨道形状相同但空间伸展方向不相同的不同轨道：相同的不同轨道：2px 2py 2 pz原子轨道能量比较 =本节课的关键词本节课的关键词:原子轨道原子轨道 主量子数主量子数 n 角量子数角量子数 l 磁量子数磁量子数 m 自旋磁量子数自旋磁量子数 ms 电子云电子云二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述