高中化学《1.1 原子结构模型》课件 鲁科版选修3

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1、第第1章原子结构章原子结构第第1章章原子结构原子结构 第1节原子结构模型 课程标准导航 1.了解氢原子光谱的特点及玻尔原子结构模型的基本观点。 2.了解原子核外电子在一定条件下发生跃迁与光谱的联系。 3.理解原子轨道与电子云的含义。新知初探自学导引新知初探自学导引自主学习自主学习一、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.氢原子光谱氢原子光谱光谱分为光谱分为_光谱和光谱和_光谱，光谱，氢原子光谱是氢原子光谱是_光谱，阳光形成的光光谱，阳光形成的光谱是谱是_光谱。光谱。2.玻尔原子结构模型的基本观点玻尔原子结构模型的基本观点连续连续线状线状线状线状连续连续运动运动轨迹

2、轨迹原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上上绕绕_运运动，并且不辐射能量动，并且不辐射能量能量能量分布分布在不同轨道上运动的电子具在不同轨道上运动的电子具有有_的的能量，而且能量能量，而且能量是是_的的。轨道能。轨道能量依量依n值值(1，2，3，)的增大的增大而而_，n称为量子数。电子在不同轨道时的能量状称为量子数。电子在不同轨道时的能量状态分态分为为_和和_原子核原子核不同不同量子化量子化升高升高基态基态激发态激发态电电子子跃跃迁迁电子电子在在_的的轨道之间跃迁时，辐轨道之间跃迁时，辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记射或吸收的能量以光的形式表现出来并

3、被记录下来，就形成录下来，就形成了了_能量不同能量不同光谱光谱想一想想一想1.玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型阐明了什么？阐明了什么？提示：提示：阐明了原子光谱是由于核外电子在能阐明了原子光谱是由于核外电子在能量不同的轨道间发生跃迁导致的；而电子所量不同的轨道间发生跃迁导致的；而电子所处的轨道的能量是量子化的。处的轨道的能量是量子化的。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1.原子轨道原子轨道(1)原子核外电子运动状态的描述原子核外电子运动状态的描述电电子子层层(n)电子层用来描述电子离核的远近，取值为正电子层用

4、来描述电子离核的远近，取值为正整整数数_，对应符号对应符号为为_等等。一般而。一般而言，言，n越大，电子离核的平均距离越远，能越大，电子离核的平均距离越远，能量越高量越高1，2，3，4，5，6，K、L、M、N、O、P能能级级能级表示某电子层中不同能量的电子的运动能级表示某电子层中不同能量的电子的运动状态。对于确定的状态。对于确定的n值，含有值，含有n个能级，分别个能级，分别用符用符号号_等等表示。处于同一表示。处于同一能级的电子能能级的电子能量量_s、p、d、f相同相同原子原子轨道轨道原子轨道用来描述单个电子的空间运动状原子轨道用来描述单个电子的空间运动状态态,第第n电子层中所含原子轨道的数目

5、为电子层中所含原子轨道的数目为n2自旋自旋运动运动状态状态处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只有两种，分别用符号只有两种，分别用符号“_”“_”和和“_”“_”标记标记 (2)N 值所对应的能级和原子轨道的情况 2.原子轨道的图形描述对象对象 描述原子中单个电子描述原子中单个电子的的_方法方法 用用_标标注注意义意义 表示原子轨道表示原子轨道的的_空间空间分布分布s轨轨道道_，p轨道呈纺锤形轨道呈纺锤形，_对对称称空间运动状态空间运动状态直角坐标系直角坐标系空间分布空间分布呈球形呈球形分别相对于分别相对于x、y、z轴轴 想一想 2. p轨道上的电子的能量一

6、定相同吗？为什么？ 提示：不一定。若p轨道位于同一个电子层中，能量则相同，否则就不 同，如2p与3p 能量高低不同。3.电子云图电子云图(1)定义：描述电子在空间单位体积内出现的定义：描述电子在空间单位体积内出现的_的图形。的图形。(2)含义：用单位体积内小点的疏密程度表示含义：用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现电子在原子核外单位体积内出现_的大小。的大小。概率大小概率大小概率概率自主体验自主体验1.提出的原子结构模型开始涉及原子内部结提出的原子结构模型开始涉及原子内部结构的科学家是构的科学家是( )A卢瑟福卢瑟福 B玻尔玻尔C汤姆逊汤姆逊 D道尔顿道尔顿解析：选解析：

7、选C。1903年，汤姆逊在发现电子的年，汤姆逊在发现电子的基础上提出了原子结构的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁葡萄干布丁”模模型，开始涉及原子内部的结构。型，开始涉及原子内部的结构。2.原子的吸收光谱是线状的而不是连续的，原子的吸收光谱是线状的而不是连续的，主要原因是主要原因是( )A原子中电子的能量高低原子中电子的能量高低B外界条件的影响外界条件的影响C仪器设备的工作原理仪器设备的工作原理D原子轨道的能量是量子化的原子轨道的能量是量子化的解析解析:选选D。玻尔原子结构模型的基本观点。玻尔原子结构模型的基本观点:原子中的电子在确定半径的圆周轨道上绕原子中的电子在确定半径的圆周轨道上绕核运动

8、，不吸收也不释放能量；核运动，不吸收也不释放能量；不同轨道不同轨道上电子具有的能量不同，能量是量子化的，上电子具有的能量不同，能量是量子化的，只能取某些不连续的数值；只能取某些不连续的数值；电子从一个轨电子从一个轨道跃迁到另一个轨道，会吸收或释放能量。道跃迁到另一个轨道，会吸收或释放能量。3. 观察电子处观察电子处1s轨道的电子云图，判断下列轨道的电子云图，判断下列说法正确的是说法正确的是()A一个小黑点表示一个小黑点表示1个个自由运动的电子自由运动的电子B1s轨道的电子云形轨道的电子云形状为圆形的面状为圆形的面C电子在电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋轨道上运动像地球围绕太阳旋转转D1s轨

9、道电子云图中小黑点的疏密表示电子轨道电子云图中小黑点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少在某一位置出现机会的多少解析：选解析：选D。图中的小黑点不表示电子，而表。图中的小黑点不表示电子，而表示电子在此位置出现概率的大小。示电子在此位置出现概率的大小。要点突破讲练互动要点突破讲练互动探究导引探究导引1怎样描述一个电子的核外运动状态？怎样描述一个电子的核外运动状态？提示：提示：从电子层、能级、原子轨道、自旋状从电子层、能级、原子轨道、自旋状态四个方面描述。态四个方面描述。量子数与核外电子运动状态量子数与核外电子运动状态的对应关系的对应关系探究导引探究导引2s、p电子云在空间各有几个伸展方向？电子

10、云在空间各有几个伸展方向？提示：提示：s：一个，：一个，p：3个，即个，即px、py、pz。 要点归纳特别提醒特别提醒(1)一般一般n越大，电子离核的平均距离越远，越大，电子离核的平均距离越远，能量越高。能量越高。(2)在同一电子层中，可有不同的能级。在同一电子层中，可有不同的能级。(3)第第n层所含的原子轨道有层所含的原子轨道有n2个、核外电子个、核外电子的运动状态总数为的运动状态总数为2n2。(4)在任何一原子中找不到两个运动状态完在任何一原子中找不到两个运动状态完全相同的电子。全相同的电子。即时应用即时应用1.下列有关认识正确的是下列有关认识正确的是()A各能级的原子轨道数按各能级的原子

11、轨道数按s、p、d、f顺序顺序依次为依次为1、3、5、7B各电子层的能级都是从各电子层的能级都是从s能级开始至能级开始至f能能级结束级结束C各电子层含有的能级数为各电子层含有的能级数为n1D各电子层含有的电子数为各电子层含有的电子数为2n2个个解析：选解析：选A。各电子层的能级数等于其所处的。各电子层的能级数等于其所处的电子层数，即当电子层数，即当n1时，它只有一个时，它只有一个s能能级，当级，当n2时，它有两个能级，时，它有两个能级，s能级和能级和p能能级，所以级，所以B、C均错误。而每个电子层最多容均错误。而每个电子层最多容纳的电子数为纳的电子数为2n2个，个，D错误。错误。电子云与原子轨

12、道电子云与原子轨道探究导引探究导引1电子云形状相同的原子轨道能量一定相等电子云形状相同的原子轨道能量一定相等吗？为什么？吗？为什么？提示：提示：不一定。电子层和电子云形状都相同不一定。电子层和电子云形状都相同的原子轨道能量才相等。的原子轨道能量才相等。探究导引探究导引2p电子云是电子云是“8”形，所以形，所以p电子走电子走“8”字型，这字型，这种说法对吗？为什么？种说法对吗？为什么？提示：提示：不对。不对。p电子云是纺锤形，就是说电子电子云是纺锤形，就是说电子出现频率高的区域的形状，指出现频率高的区域的形状，指p电子的运动形电子的运动形态。态。要点归纳要点归纳1.电子云图中的小黑点不代表一个电

13、子，也电子云图中的小黑点不代表一个电子，也不代表电子在某一时刻在此一定出现过。不代表电子在某一时刻在此一定出现过。2.单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小。点稀原子核外单位体积内出现概率的大小。点稀疏的地方表示电子在那里出现概率小，点密疏的地方表示电子在那里出现概率小，点密集的地方表示电子在那里出现的概率大。集的地方表示电子在那里出现的概率大。3.离核越近，电子出现的概率越大，电子云离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。如越密集。如2s轨道的电子云比轨道的电子云比1s轨道的电子轨道的电子云疏散。云疏散。4.s轨道的电子云

14、呈球形，只有一种空间伸展轨道的电子云呈球形，只有一种空间伸展方向。方向。p轨道的电子云分别相对于轨道的电子云分别相对于x、y、z轴轴对称，有三种对称，有三种空间伸展方向。空间伸展方向。 特别提醒 原子中的轨道是人为规定的，可以是空轨道，如氢原子尽管只有一个电子，但可以有s、p、d轨道。即时应用即时应用2.(2012济南高二质检济南高二质检)如图是如图是2pz轨道电子轨道电子云的示意图，请观察图，并判断下列说法中云的示意图，请观察图，并判断下列说法中不正确的是不正确的是(双选双选)()A2pz轨道上的电子在空轨道上的电子在空间出现的概率分布是间出现的概率分布是z轴对称轴对称B点密集的地方表明电子

15、出现的机会多点密集的地方表明电子出现的机会多C电子先沿电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴轴正半轴运动，然后在负半轴运动运动D2pz轨道形状为两个椭圆面轨道形状为两个椭圆面解析：选解析：选CD。电子云是电子在一定区域内出。电子云是电子在一定区域内出现概率大小的图形，它并不是电子运动的实现概率大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹际轨迹(或轨道或轨道)，故，故C错；电子云的疏密表示错；电子云的疏密表示了电子在该区域出现机会的多少，越密集，了电子在该区域出现机会的多少，越密集，说明出现机会越多，故说明出现机会越多，故B对；观察该图可知对；观察该图可知A对；该对；该p轨道为纺锤形，轨道为纺锤形，D错

16、。错。题型探究技法归纳题型探究技法归纳玻尔理论玻尔理论 玻尔理论不能解释玻尔理论不能解释()A氢原子光谱为线状光谱氢原子光谱为线状光谱B在一给定的稳定轨道上，运动的核外电在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不辐射能量子不辐射能量C氢原子的可见光区谱线氢原子的可见光区谱线D在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线【思路点拨思路点拨】解决此问题要注意掌握玻尔解决此问题要注意掌握玻尔理论的原子结构模型的三个观点。理论的原子结构模型的三个观点。【解析解析】玻尔理论是针对原子的稳定存在玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的，在和氢原子光谱为线状光谱的事

17、实提出的，在有外加磁场时氢原子有多条谱线，玻尔的原有外加磁场时氢原子有多条谱线，玻尔的原子结构模型已无法解释这一现象，必须借助子结构模型已无法解释这一现象，必须借助量子力学加以解释。量子力学加以解释。【答案答案】D【名师点睛名师点睛】玻尔理论的重大贡献在于指玻尔理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自核外电子在能量不同轨道出了原子光谱源自核外电子在能量不同轨道之间跃迁，而电子所处轨道的能量是量子化之间跃迁，而电子所处轨道的能量是量子化的，但也注意玻尔理论的局限性。的，但也注意玻尔理论的局限性。量子力学对原子核外电子运量子力学对原子核外电子运动状态的描述动状态的描述 下列说法正确的是下列说法正确的是

18、()A所有的电子在同一区域里运动所有的电子在同一区域里运动B能量高的电子在离核近的区域运动，能量能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动低的电子在离核远的区域运动C处于最低能量状态的原子叫基态原子处于最低能量状态的原子叫基态原子D在同一原子中，在同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电所能容纳的电子数越来越多子数越来越多【思路点拨思路点拨】对核外电子运动状态的描述：对核外电子运动状态的描述：电子层、能级种类、原子轨道和自旋状态，电子层、能级种类、原子轨道和自旋状态，即在同一个原子中找不到运动状态完全相同即在同一个原子中找不到运动状态完全相同的两个电子。的两个电子。【解析解

19、析】在多电子原子里，根据电子的能量在多电子原子里，根据电子的能量高低以及通常运动的区域离核远近的不同，高低以及通常运动的区域离核远近的不同，将核外电子划分成不同的电子层，故能量不将核外电子划分成不同的电子层，故能量不同的电子在不同的区域运动，同的电子在不同的区域运动，A不正确。不正确。电子的能量越高，运动的区域离核越远，能电子的能量越高，运动的区域离核越远，能量越低，运动的区域离核越近，故量越低，运动的区域离核越近，故B不正确。不正确。无论在哪一电子层，只要是无论在哪一电子层，只要是s轨道，都只能容轨道，都只能容纳纳2个电子，故个电子，故D不正确。不正确。【答案答案】C【规律方法规律方法】同一

20、原子中每个电子的运动同一原子中每个电子的运动状态是完全不相同的。状态是完全不相同的。原子轨道和电子云原子轨道和电子云 下列说法正确的是下列说法正确的是()A因为因为p轨道是轨道是“”“”字形，所以字形，所以p电子走电子走“”“”字形字形B在第一电子层中，有在第一电子层中，有2s、2p两个轨道两个轨道C氢原子中只有一个电子，故氢原子只有氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道一个轨道D电子云是电子在核外空间出现概率的形象电子云是电子在核外空间出现概率的形象化描述化描述【思路点拨思路点拨】 解决此问题要注意：电子云解决此问题要注意：电子云和原子轨道是人为引入的，而不是实际存在和原子轨道是人为引入

21、的，而不是实际存在的。的。【解析解析】p轨道是轨道是“”“”字形，说明其电字形，说明其电子在这一区域内出现的概率大，而不是走子在这一区域内出现的概率大，而不是走“”“”字形；第一电子层中只有字形；第一电子层中只有1s轨道；轨道；原子轨道是人为划分的，故氢原子核外的原子轨道是人为划分的，故氢原子核外的1个个电子只能占有电子只能占有1个轨道，其他为空轨道，不能个轨道，其他为空轨道，不能说氢原子只有说氢原子只有1个轨道。个轨道。【答案答案】D【名师点睛名师点睛】电子云是电子运动轨迹的概电子云是电子运动轨迹的概率图，而不是固定的运动轨迹，电子云有一率图，而不是固定的运动轨迹，电子云有一定的伸展方向和形

22、状，如：定的伸展方向和形状，如：s是球形，是球形，p是纺是纺锤形。锤形。热点示例思维拓展热点示例思维拓展原子中电子能级间能量的分析原子中电子能级间能量的分析【经典案例经典案例】当氢原子的一个电子从第二当氢原子的一个电子从第二能级跃迁到第一能级时，发射的光子的波长能级跃迁到第一能级时，发射的光子的波长是是121.6 nm，电子从第三能级跃迁到第二能，电子从第三能级跃迁到第二能级时发射出光子的波长为级时发射出光子的波长为656.3 nm。(已知已知h6.6261034 Js)试回答：试回答：(1)哪种光子的能量大，说明理由。哪种光子的能量大，说明理由。(2)求氢原子中电子第三和第二能级的能量差求氢原子中电子第三和第二能级的能量差及第二和第一能级的能量差。并说明原子中及第二和第一能级的能量差。并说明原子中的能量是否连续。的能量是否连续。