《高中化学 1.1.1原子结构课件 鲁科版选修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 1.1.1原子结构课件 鲁科版选修3.ppt（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节第一节 原子结构模型原子结构模型原子是由原子是由_和和_构成的。原子核是由构成的。原子核是由_和和_构成的，但构成的，但_原子核例外。在原子中，核原子核例外。在原子中，核电荷荷数数_数数_数。数。核素核素 818O的意的意义是是O原子核内有原子核内有_个个质子、子、_个中子、个中子、质量数量数为_。1原子核原子核核外核外电子子质子子中子中子11H质子子核外核外电子子281018请你你补全全“Rn”氡的原子的原子结构示意构示意图 ，并且与其他同学交流你从原子并且与其他同学交流你从原子结构示意构示意图中中获得的信息：得的信息：_。通常所通常所说的光是指人的的光是指人的_所能感所能感觉到的，在
2、真空中波到的，在真空中波长介于介于_之之间的的电磁波。不同波磁波。不同波长的光在人的的光在人的视觉中表中表现出不同的出不同的_，按波，按波长由由长到短依次到短依次为_、_、黄、黄、_、_、_、_。3电子排布子排布规律律400700nm4颜色色红橙橙绿青青蓝紫紫视觉能用能用n、l、m、ms四个量子数描述核外四个量子数描述核外电子的运子的运动状状态及及各量子数的意各量子数的意义。理解科学假理解科学假说、模型在原子、模型在原子结构建立中的重要作用。构建立中的重要作用。感悟科学家在科学感悟科学家在科学创造中的丰功造中的丰功伟绩。123第第1课时课时 原子结构原子结构对原子原子结构构认识的的发展展过程程
3、英国科学家英国科学家_在在1803年建立了原子学年建立了原子学说1903年英年英国的国的_提出了原子提出了原子结构的构的“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型1911年英国物理学家年英国物理学家卢瑟福提出了原子瑟福提出了原子结构的构的_ 1913年丹麦科学家玻年丹麦科学家玻尔尔建立起核外建立起核外电子子_排布的原子排布的原子结构模型构模型20世世纪20年代中期建立了原子年代中期建立了原子结构的构的_模型。模型。笃学笃学一一氢原子光谱和玻尔原子结构模型氢原子光谱和玻尔原子结构模型1.道道尔尔顿汤姆姆逊核式模型核式模型分分层量子力学量子力学氢原子光原子光谱(1)光光谱光光谱的定的定义许多物多物质都能都能
4、够吸收光或吸收光或发射光。射光。为了研究物了研究物质的的这种性种性质，人，人们利用利用仪器将物器将物质吸收光或吸收光或发射光的射光的_和和_分布分布记录下来，就得到所下来，就得到所谓的光的光谱。光光谱的分的分类光光谱的分的分类标准有多种，一般我准有多种，一般我们只考只考虑_和和_的分的分类方法。方法。连续光光谱：若由光：若由光谱仪获得的光得的光谱是由是由_的光所的光所组成，且相近的波成，且相近的波长差差别极小而不能分辨，极小而不能分辨，则所得光所得光谱为2波波长强强度度连续光光谱线状光状光谱各种波各种波长连续光光谱。例如，阳光形成的光。例如，阳光形成的光谱即即为连续光光谱。线状光状光谱：若由光
5、：若由光谱仪获得的光得的光谱是由具有是由具有_的、彼此分立的的、彼此分立的谱线组成，成，则所得光所得光谱为线状光状光谱。例如。例如氢原子光原子光谱、氦原子光、氦原子光谱等都是等都是线状光状光谱。光光谱的的应用用在在现代化学中，常利用原子光代化学中，常利用原子光谱上的特征上的特征谱线来来鉴定元素，定元素，称称为光光谱分析。在分析。在历史上，史上，许多元素是通多元素是通过原子光原子光谱发现的，如的，如铯(1860年年)和和铷(1861年年)，其光，其光谱图中有特征的中有特征的蓝光和光和红光，它光，它们的拉丁文名称由此得名。的拉丁文名称由此得名。特定波特定波长(2)氢原子光原子光谱氢原子光原子光谱的
6、特征：的特征：氢原子光原子光谱是是线状光状光谱，是不，是不连续的。的。1913年，丹麦科学家玻年，丹麦科学家玻尔尔(N.Bohr，18851962)第一次第一次认识到到氢原子光原子光谱是由是由氢原子的原子的电子子跃迁迁产生的，并通生的，并通过纯粹的理粹的理论计算得到算得到氢原子光原子光谱的的谱线波波长，与，与实验结果几果几乎完全相同，科学界大乎完全相同，科学界大为震惊。原子震惊。原子结构理构理论从此从此长足足发展，最后建立了量子力学，人展，最后建立了量子力学，人类历史从此史从此进入了量子入了量子时代。代。玻玻尔尔的原子的原子结构模型构模型玻玻尔尔原子原子结构模型的基本构模型的基本观点：点：(1
7、)原子中的原子中的电子在具有确定半径的子在具有确定半径的_轨道上道上绕_运运动，并且不，并且不辐射能量。射能量。(2)在不同在不同轨道上运道上运动的的电子具有子具有_的能量的能量(E)，而且能，而且能量是量是_的。的。(3)只有当只有当电子从一个子从一个轨道道(Ei)_到另一个到另一个轨道道(Ej)才会才会辐射或吸收能量。射或吸收能量。h|EjEi|。3圆周周原子核原子核不同不同量子化量子化跃迁迁光光谱形成的原因形成的原因原子在正常或原子在正常或稳定状定状态时，电子尽可能子尽可能处于能量最低的于能量最低的轨道，道，这种状种状态称称为_；电子受激子受激发处于能量高于于能量高于_的状的状态称称为_
8、。原子核外。原子核外电子在一定条件下会子在一定条件下会发生生跃迁，迁，跃迁迁过程中伴随着程中伴随着_的的变化。如果化。如果辐射或吸收射或吸收的能量以光的形式表的能量以光的形式表现并被并被记录下来，就形成了光下来，就形成了光谱。4基基态基基态激激发态能量能量能能层多多电子原子的核外子原子的核外电子的子的_是不同的，按是不同的，按电子的子的_差异，可以把核外差异，可以把核外电子分子分为不同的能不同的能层，用符号，用符号K、L、_、O、P、Q表示，从表示，从KQ，能量逐，能量逐渐升高。升高。能能级在多在多电子原子中，同一能子原子中，同一能层的的电子，能量也可能不同，子，能量也可能不同，还可以把它可以
9、把它们分成能分成能级，在每个能，在每个能层中，能中，能级符号的符号的顺序是序是_、_、nd、nf等。等。笃学二笃学二能层、能级和四个量子数能层、能级和四个量子数1.2能量能量能量能量M、Nnsnp四个量子数四个量子数(n、l、m、ms)原子中原子中单个个电子的空子的空间运运动状状态可以用可以用_来描来描述，而每个原子述，而每个原子轨道由三个只能取整数的量子数道由三个只能取整数的量子数_、_、_共同描述。共同描述。(1)主量子数主量子数n决定决定轨道能量的高低。道能量的高低。n的取的取值为正整数正整数1，2，3，4。n越大，越大，电子离核的平均距离越子离核的平均距离越远，能量越，能量越_。n值与
10、与电子子层相相对应，n1表示能量最表示能量最_、离核最、离核最_的第一的第一电子子层。主量子数与主量子数与电子子层符号的符号的对应关系是：关系是：3原子原子轨道道nlm高高低低近近主量子数主量子数n1234567电子子层符号符号KLMNOPQ氢原子核外只有原子核外只有_个个电子，不存在子，不存在电子之子之间的相互作用，的相互作用，能量只决定于能量只决定于_。(2)角量子数角量子数l量子数量子数l称称为角量子数。角量子数。对于确定的于确定的n值，l可取可取_个个值，即，即0，1，2，3，(n1)。在多。在多电子原子中，它和主量子数子原子中，它和主量子数一起决定一起决定电子运子运动状状态的能量。若
11、两个的能量。若两个电子的子的n与与l相同，相同，就表示就表示这两个两个电子具有子具有_。我。我们用用_来表示来表示具有相同具有相同_、_值的的电子运子运动状状态。在一个。在一个电子子层中，中，l有多少个取有多少个取值，就表示，就表示该电子子层有多少个不同的有多少个不同的_。l0为_能能级，l1为_能能级，l2为_能能级，l3为_能能级。一一主量子数主量子数nn相同的能量相同的能量能能级nl能能级spdfn1，l0，l只有只有_个个值，有一个能，有一个能级(s)。n2，l_，l有有_个个值，有，有_个能个能级(s和和p)。nn，l0，1，(n1)，l有有_个个值，有，有n个能个能级。(3)磁量子
12、数磁量子数m无外加磁无外加磁场的一条的一条谱线在外加磁在外加磁场时分裂分裂为_条，条，对每个每个确定的确定的l，m可取可取0，1，2l共共_个个值。n、l、m共同确定了原子核外共同确定了原子核外电子的子的_。(4)自旋磁量子数自旋磁量子数ms一一0，1两两两两n多多(2l1)空空间运运动状状态自旋运自旋运动两两 氢原子光原子光谱呈呈线状光状光谱的原因是什么？的原因是什么？提示提示根据玻根据玻尔尔理理论，氢原子的一个原子的一个电子通常在能量最低子通常在能量最低的的轨道道(基基态)上运上运动，不，不释放能量。但当放能量。但当氢原子受到激原子受到激发(加加热或或氢气放气放电管放管放电)时，核外，核外
13、电子子获得能量，即由基得能量，即由基态跃迁至激迁至激发态。而。而处于激于激发态的的电子极不子极不稳定，它会迅定，它会迅速再速再跃迁至基迁至基态。在此。在此跃迁迁过程中以光子的形式放出程中以光子的形式放出辐射射能，能，发射出光子的射出光子的频率取决于率取决于电子子跃迁两迁两轨道能道能级之差。之差。由于各由于各轨道的能量是不道的能量是不连续的的(即量子化的即量子化的)，所以由，所以由电子子的的跃迁而迁而发射出的光的射出的光的频率也是不率也是不连续的，的，这便是便是氢原子原子光光谱呈呈线状光状光谱的原因。的原因。线状光状光谱与与连续光光谱在在谱线特征上有所不同，特征上有所不同，线状光状光谱是是不不连
14、续的，的，连续光光谱是是连续的。彼此之的。彼此之间的关系的关系为E0hEE末末E始始。【慎思慎思1】 量子数与原子量子数与原子轨道有何关系？道有何关系？提示提示【慎思慎思2】主量子主量子数数n角量子数角量子数l磁量子磁量子数数m原子轨道原子轨道自旋磁自旋磁量子数量子数ms取取值值符符号号取值取值符符号号取值取值符号符号取值取值1K0s01s2L0s02s1p0，12px，2py，2pz3M0s03s1p0，13px，3py，3pz2d0,1，23dxy、 3dyz、3dzx、3dz2、3dx2y2 能能层与能与能级的关系是如何的？的关系是如何的？提示提示(1)不同能不同能层的能的能级组成：任一
15、能成：任一能层的能的能级总是从是从s能能级开始，能开始，能层的能的能级数等于数等于该能能层的序数：第一能的序数：第一能层只只有有1个能个能级(1s)，第二能，第二能层有有2个能个能级(2s和和2p)，第三能，第三能层有有3个能个能级(3s、3p和和3d)，依此，依此类推。推。(2)不同能不同能层中各能中各能级之之间的能量大小关系的能量大小关系不同能不同能层中同一能中同一能级，能，能层序数越大能量越高。例如：序数越大能量越高。例如：1s2s3s，2p3p4p同一能同一能层中，各能中，各能级之之间的能量大小关系是的能量大小关系是spdf。例如：第四能例如：第四能层中中4s4p4d4f。能能层和形状
16、都相同的原子和形状都相同的原子轨道的能量相等。道的能量相等。例如：例如：2px2py2pz。【慎思慎思3】警示警示：并不是高能层的所有能级的能量都比低能层的能级：并不是高能层的所有能级的能量都比低能层的能级的能量高。例如：的能量高。例如：4s5)时，l的可能的可能值是多少？是多少？轨道的道的总数是多少？各数是多少？各轨道的量子数取道的量子数取值是什是什么？么？解析解析电子运子运动状状态的种数的种数(各各电子子层最多可能容最多可能容纳的的电子子数数)【案例案例】主量子主量子数数n1234n电子层电子层符号符号KLMN角量子角量子数数l0010120123能级符能级符号号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f磁量子磁量子数数m000、100、10、1、200、10、1、21、2、3答案答案主量子主量子数数n角量子数角量子数l磁量子数磁量子数m原子原子轨道数道数500110，1320，1，2530，1，2，3740，1，2，3，49原子原子轨道道总数数25
