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1、第1章第1节 原子结构模型第1课时氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1.了解原子结构模型的演变历程。2.了解氢原子光谱的特点。3.了解玻尔原子结构模型的基本观点及其对氢原子光谱特点的解释。目标导航基础知识导学重点难点探究随堂达标检测栏目索引一、原子结构模型的发展历程 基础知识导学答案时间或年代1803年1904年1911年1913年20世纪20年代中期原子结构模型模型名称实心球体模型 模型 模型_模型 模型相关科学家 薛定谔葡萄干布丁核式电子分层排布量子力学道尔顿汤姆逊卢瑟福玻尔答案议一议道尔顿的原子学说曾起了很大的作用。他的学说包含下列三个论点：原子是不能再分的粒子；同种元素原子的各种性质和质量
2、都相同；原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为三个论点是否确切？请说明理由。答案都不确切。从现代化学理论看：原子是由原子核和核外电子构成的，因此原子是能再分的粒子；由于元素存在同位素，因此质子数相同的同种原子也会因中子数不同而导致其质量和物理性质不同，因此同种元素的原子的各种性质和质量不一定相同；原子核的体积很小，原子中大部分为空隙，电子在核外作高速运动，因此原子不是微小的实心球体。答案1.光谱(1)光谱的含义：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的 和 分布记录下来，就得到所谓的光谱。(2)光谱的类型连续光谱：若光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而 ，则这种光谱为连续光谱。例
3、如，阳光形成的光谱即为连续光谱。线状光谱：若光谱是由具有 的、彼此分立的谱线组成，则所得光谱为线状光谱。二、 氢原子光谱波长强度不能分辨特定波长答案2.氢原子光谱特点氢原子光谱是 光谱。议一议根据卢瑟福的原子结构模型和经典的电磁学观点能否解释氢原子光谱为线状光谱？答案不能，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连续地辐射能量，其光谱应当是连续光谱。线状三、玻尔原子结构模型答案1.基本观点运动轨迹原子中的电子在具有确定半径的 轨道上绕 运动，并且不辐射能量能量分布在不同轨道上运动的电子具有 的能量(E)，而且能量是 的。轨道能量随量子数n(1,2,3，)的
4、增大而 。对氢原子而言，电子处于n1的轨道时能量最低，这种状态称为 态；能量高于 态的状态，称为 态电子跃迁只有当电子从一个轨道(Ei)跃迁到另一个轨道(Ej)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现出来并被记录下来，就形成圆周原子核不同量子化升高基基光谱激发答案2.贡献(1)成功地解释了的实验事实。(2)阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的 的跃迁，而电子所处的轨道的能量是的。氢原子光谱是线状光谱轨道之间量子化答案议一议1.根据玻尔原子结构模型解释为什么氢原子光谱是线状光谱？答案根据玻尔理论，氢原子核外电子所处的轨道的能量是量子化的，不连续的，轨道的能量差也是不连续的，电子从
5、一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射或吸收的能量是不连续的，以光的形式表现出来的光的波长是不连续的，所以氢原子光谱是线状光谱。2.解释霓红灯为什么能够发出五颜六色的光？答案霓红灯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不同，例如，在灯管中充入氖气，通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的轨道，处在能量较高的轨道上的电子以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道，所发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段，就看到红色光，类似地，通电后氩气发出蓝色光等。返回答案一、原子结构认识的演变过程 重点难点探究1.道尔顿原子模型(1803年)：原子是组成物质的基本的粒子，
6、它们是坚实的、不可再分的实心球。2.汤姆逊原子模型(1904年)：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。3.卢瑟福原子模型(1911年)：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，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。4.玻尔原子模型(1913年)：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。5.原子结构的量子力学模型(20世纪20年代中期)：现代物质结构学说。例1下列关于原子结构模型的说法中，正确的是()A.道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题B.汤姆逊“葡萄干布丁”原子
7、结构模型成功地解释了原子中的正负粒子 是可以稳定共存的C.卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性 关系及占有体积的关系D.玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释 所有的原子光谱解析答案汤姆逊“葡萄干布丁”原子结构模型提出了正、负电荷的共存问题，但同时认为在这样微小的距离上有着极大的作用力，电子会被拉进去并会碰撞在带正电的核心上，故B不正确；卢瑟福通过粒子散射实验提出了核式原子结构模型，散射实验的结果能够分析出原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系，故C正确；玻尔电子分层排布原子结构模型只引入了一个量子化，只能够解释氢原子光谱，而不能解释
8、比较复杂的原子光谱，故D不正确。解析道尔顿的原子理论成功地解释了质量守恒定律等规律，故A不正确；答案C解题反思20世纪以前的每种原子结构模型理论都有一定的局限性。解析答案变式训练1最早成功解释了氢原子光谱为线状光谱的原子结构模型是( )A.卢瑟福原子结构模型 B.玻尔原子结构模型C.量子力学模型 D.汤姆逊原子结构模型解析玻尔的原子结构模型最早成功解释了氢原子光谱是线状光谱。汤姆逊原子结构“葡萄干布丁”模型只解释了原子中存在电子的问题。卢瑟福原子结构模型是根据粒子散射实验提出来的，解决了原子核的问题(带正电的部分集中在一个核上)。量子力学模型是在量子力学理论的基础上提出的，能解释复杂的原子光谱
9、现象。B解题反思玻尔原子结构模型能成功解释氢原子光谱为线状光谱，不能解释复杂的原子光谱；量子力学模型可以解释氢原子光谱及复杂的原子光谱。二、原子光谱和玻尔的原子结构模型1.基态、激发态与原子光谱(1)(2)原子光谱形成原因。不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同波长的光。(3)氢原子光谱是最简单的光谱。2.玻尔的原子结构模型(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，并且不辐射能量，所以原子是稳定的。(2)只有电子在原子轨道间跃迁时才会辐射或吸收能量，并且以光的形式进行。(3)在原子核外不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量是量子化的。玻尔只引入一个量子数n，n越大，
10、轨道的能量越高，n取1、2、3、4的正整数，所以原子核外轨道的能量是量子化的，当电子在原子轨道间的跃迁所吸收或放出的能量是量子化的，是不连续的。相关视频解析答案例2对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是()A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高的能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会
11、发出红光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，故A项正确。答案A解题反思光是电子释放能量的重要形式之一，日常生活中的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。变式训练2玻尔理论不能解释( )A.氢原子光谱为线状光谱B.在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不辐射能量C.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解析答案解析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。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，必须借助量子力学加以解释。D返回玻尔理论中引入
12、一个量子数n，只能解释氢原子光谱是线状光谱。若要解释更复杂的原子光谱，需引入更多的量子数。解题反思1.下列对不同时期原子结构模型的提出在时间上先后排列顺序正确的是( )电子分层排布模型“葡萄干布丁”模型量子力学模型道尔顿原子学说核式模型A. B.C. D.C 随堂达标检测123解析答案45解析最早的是道尔顿的原子学说，然后是汤姆逊的“葡萄干布丁”模型，接着是卢瑟福的核式模型，再其次是玻尔的原子结构模型，最后是原子结构的量子力学模型，用量子化的观点描述原子核外电子的运动状态和运动规律。62.首先提出原子结构模型并开始涉及原子内部结构的科学家是( )A.卢瑟福 B.玻尔 C.汤姆逊 D.道尔顿C解
13、析答案解析汤姆逊“葡萄干布丁”模型开始涉及到原子内部的结构。A项卢瑟福提出原子结构的核式模型；B项玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型；D项道尔顿建立了原子学说。1234563.图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )D解析答案解析燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。1234564.下列说法正确的是()A.氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一B.“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱D.原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一
14、样高速运动着B解析答案解析氢原子光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱；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，其他微粒如分子、离子等无此特点；玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对多电子原子的光谱却难以解释；原子中电子没有确定的半径，原子半径是电子运动的“区域”。1234565.原子光谱是线状光谱，是由不连续的谱线组成的，这表明( )A.在原子中只有某些电子能够跃迁产生光谱B.原子中的电子可以处于某些特定的能量状态，即电子的能量是量子化的C.原子发射的光是单色光D.白光可以由多种单色光组成B解析答案解析光谱分为连续光谱和线状光谱，无论是单色光还是白光，
15、都是连续光谱，原子光谱是线状光谱，也就是由具有特定频率的光形成的谱线。原子光谱之所以产生这种特定的谱线，是由于电子的能量是量子化的，电子跃迁的始态和终态的能量差也是量子化的。123456返回6.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：_。 燃烧时，电子获得能量，从低能级向高能级跃迁，跃迁到高能级的电子处于一种不稳定的状态，它随即就会回到原来的轨道，并向外界以光能的形式释放能量解析答案解析焰火在燃烧时产生五颜六色的光，是因为金属原子的核外电子发生了从低能级向高能级的跃迁，然后电子再从高能级回到低能级，此过程中释放能量，放出的能量以光能的形式释放，所以看到了不同颜色的光。123456
