1.1.1 原子结构模型第1课时 -2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第二册课件(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 1.1.1 原子结构模型第1课时 -2023-2024学年高二化学鲁科版选择性必修第二册课件(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 480.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-10-19 18:57:48 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第一章 原子结构与元素性质
第1节 原子结构模型第1课时
学习目标 核心素养培养
1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程。会运用玻尔原子结构模型的基本观点解释原子光谱的特点。 证据推理与模型认知
2.结合量子力学对核外电子运动状态的描述认识微观电子不同于宏观物体,不能同时准确地测定电子的位置和速度。 宏观辨识与微观探析
3.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征,电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发和跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量)可以通过原子轨道和电子云模型来描述。 证据推理与模型认知
不同时期的原子结构模型
时间或年代 1803年 1903年 1911年 1913年 20世纪20年代中期
原子结构模型
模型 名称
相关科学家
道尔顿
葡萄干布丁模型
汤姆孙
核式模型
卢瑟福
电子分层排布模型
玻尔
量子力学模型
联想 质疑
阅读课本第2页开始部分，了解不同时期人们对原子的认识历程。
实心球
原子模型
薛定谔
(2)汤姆逊原子模型(1903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。
归纳总结
(1)道尔顿原子模型(1803年)：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
(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,电子在它的周围高速运动。
(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。(原子轨道理论，4个量子数：电子层、能级、原子轨道、自旋)
(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。(1个量子数：电子层)
连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。如阳光等。
线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为线状光谱。如氢原子光谱等。
知识支持
利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来，就得到所谓的光谱。
氢原子在电场的激发发光形成的是线状光谱
太阳光折射后形成的是的连续光谱
原子的吸收光谱与发射光谱
吸收光谱
发射光谱
光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
知识支持
电光源、焰色反应、物质燃烧或高温下发光等都与原子核外电子的跃迁有关,而化学反应中的颜色变化与原子核外电子的跃迁无关。
观察思考
阅读课本第3页,了解氢原子光谱是何种光谱？这个事实对原子结构模型的认识带来怎样的问题？
[质疑]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且连续地辐射能量，其光谱应是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？
阅读课本第3-4页，了解玻尔原子结构模型的基本观点，他是如何解释氢原子光谱是由特定波长、彼此独立的谱线组成的？
玻尔的原子结构模型意义：
玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
E = E2- E1= h ( =c/ )
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1、玻尔核外电子分层排布的原子结构模型的观点：
⑴原子中的电子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；
⑵在不同轨道上的电子具有不同能量，而且能量值是不连续的,是量子化的,轨道能量依量子数n 的值增大而升高,(n=1、2、3、4、5、6、7),电子能量最低的状态叫基态，电子能量高于基态的状态叫激发态。
⑶只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射(或吸收)能量，当以光的形式表现并被记录时，就形成了光谱。
2、光谱的分类和氢原子光谱
氢原子光谱是线状光谱
3、玻尔原子结构模型的成功之处
①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。
玻尔不足之处：
阅读课本第4~5页，了解玻尔模型难以解释的问题
阅读课本第5~6页，量子力学理论和利用四个量子数对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：量子力学理论用原子轨道来描述原子中单个电子的空间运动状态，某一个原子轨道，应属于某个能层(电子层n)的某个能级(s、p、d、f等)。
⑴电子层(能层)
n 的取值 1 2 3 4 5 6 7
符号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
离核远近
能量高低
由近及远
由低到高
K
L
M
N
O
P
Q
用来描述电子离核的远近,量子数n表示的电子的运动状态通常称为电子层（能层）。
⑵能级(电子亚层、原子轨道的形状)
①描述同一电子层中能量不同的能级，也称为(电子云)原子轨道的形状、电子亚层。
②第1电子层(n=1，K 层)有1个能级：1s；
第2电子层(n=2，L 层)有2个能级：2s、2p；
第3电子层(n=3，M层)有3个能级：3s、3p、3d；
第4电子层(n=4，N层)有4个能级：4s、4p、4d、4f ……
③不同能级的形状不同形状： s 能级球形、p能级哑铃形(纺锤形)、d、 f 等。
⑶原子轨道(电子云)的伸展方向
①描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨道的不同伸展方向。
③S能级有1个原子轨道，p能级有3个能量相同的原子轨道，px 、py、 pz； d能级有5个能量相同的原子轨道，；f能级有7个能量相同的原子轨道……
②同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同
⑷核外电子的自旋量子化状态
①描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简称为电子自旋状态。
注意:电子自旋并不是像地球等行星一样“自转”,其实质还在探索中。
②处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。
③通常用符号↑和↓表示。
阅读课本第6页，了解五颜六色的霓虹灯是如何发光的？学会解释物体发光的原理。
⑸核外电子的运动状态：电子层、能级、原子轨道、自旋状态
12
22
32
42
1.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，从能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁，跃迁到能量较高的轨道的电子处于一种不稳定的状态，它随即就会跃达到能量较低的轨道，并向外界以光能的形式释放能量
练习
焰色反应所发出的光：从能量变化的角度来说是发射光谱，
从波长特点来说是不连续的，因此也是线状光谱。
练习
2、找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号：
A. n=1
B. n=2
C. n=3
D. n=4
1 1s
2 2s 2p
3 3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f
规律: 每层的能级数值=电子层数n
3、找出下列条件下原子轨道的数目的数目,并写出其能级的符号：
A. n=1
B. n=2
C. n=3
1 1s
4 2s 2p (2px 2py 2pz)
3s 3p(3px 3py 3pz ) 3d (5种)
4．下列各电子层中不包含d能级的是( )
A．N电子层 B．M电子层 C．L电子层 D．K电子层
C D
5.下列能级中，轨道数为5的是（ ）
A. s 能级 B. p 能级 C. d 能级 D. f 能级
C
7.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？
⑴ 2s ⑵ 2d ⑶ 4p ⑷ 5d
⑴2s存在，轨道数为1
⑵2d不能存在
⑶4p存在，轨道数为3
⑷5d存在，轨道数为5
6.在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（ ）
A. 1s B. 2px C. 2py D. 2pz
A
课下学习：
①阅读课本，掌握本节课的知识内容，预习原子轨道的图形描述；
②课本练习第9页1~7题；
THANKS
第一章 原子结构与元素性质
第1节 原子结构模型第1课时
学习目标 核心素养培养
1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程。会运用玻尔原子结构模型的基本观点解释原子光谱的特点。 证据推理与模型认知
2.结合量子力学对核外电子运动状态的描述认识微观电子不同于宏观物体,不能同时准确地测定电子的位置和速度。 宏观辨识与微观探析
3.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征,电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发和跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量)可以通过原子轨道和电子云模型来描述。 证据推理与模型认知
不同时期的原子结构模型
时间或年代 1803年 1903年 1911年 1913年 20世纪20年代中期
原子结构模型
模型 名称
相关科学家
道尔顿
葡萄干布丁模型
汤姆孙
核式模型
卢瑟福
电子分层排布模型
玻尔
量子力学模型
联想 质疑
阅读课本第2页开始部分，了解不同时期人们对原子的认识历程。
实心球
原子模型
薛定谔
(2)汤姆逊原子模型(1903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。
归纳总结
(1)道尔顿原子模型(1803年)：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
(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,电子在它的周围高速运动。
(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。(原子轨道理论，4个量子数：电子层、能级、原子轨道、自旋)
(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。(1个量子数：电子层)
连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。如阳光等。
线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为线状光谱。如氢原子光谱等。
知识支持
利用仪器将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来，就得到所谓的光谱。
氢原子在电场的激发发光形成的是线状光谱
太阳光折射后形成的是的连续光谱
原子的吸收光谱与发射光谱
吸收光谱
发射光谱
光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
知识支持
电光源、焰色反应、物质燃烧或高温下发光等都与原子核外电子的跃迁有关,而化学反应中的颜色变化与原子核外电子的跃迁无关。
观察思考
阅读课本第3页,了解氢原子光谱是何种光谱？这个事实对原子结构模型的认识带来怎样的问题？
[质疑]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且连续地辐射能量，其光谱应是连续光谱而不应是线状光谱。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？
阅读课本第3-4页，了解玻尔原子结构模型的基本观点，他是如何解释氢原子光谱是由特定波长、彼此独立的谱线组成的？
玻尔的原子结构模型意义：
玻尔的核外电子分层排布的原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
E = E2- E1= h ( =c/ )
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1、玻尔核外电子分层排布的原子结构模型的观点：
⑴原子中的电子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；
⑵在不同轨道上的电子具有不同能量，而且能量值是不连续的,是量子化的,轨道能量依量子数n 的值增大而升高,(n=1、2、3、4、5、6、7),电子能量最低的状态叫基态，电子能量高于基态的状态叫激发态。
⑶只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射(或吸收)能量，当以光的形式表现并被记录时，就形成了光谱。
2、光谱的分类和氢原子光谱
氢原子光谱是线状光谱
3、玻尔原子结构模型的成功之处
①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。
②阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。
玻尔不足之处：
阅读课本第4~5页，了解玻尔模型难以解释的问题
阅读课本第5~6页，量子力学理论和利用四个量子数对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：量子力学理论用原子轨道来描述原子中单个电子的空间运动状态，某一个原子轨道，应属于某个能层(电子层n)的某个能级(s、p、d、f等)。
⑴电子层(能层)
n 的取值 1 2 3 4 5 6 7
符号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___
离核远近
能量高低
由近及远
由低到高
K
L
M
N
O
P
Q
用来描述电子离核的远近,量子数n表示的电子的运动状态通常称为电子层（能层）。
⑵能级(电子亚层、原子轨道的形状)
①描述同一电子层中能量不同的能级，也称为(电子云)原子轨道的形状、电子亚层。
②第1电子层(n=1，K 层)有1个能级：1s；
第2电子层(n=2，L 层)有2个能级：2s、2p；
第3电子层(n=3，M层)有3个能级：3s、3p、3d；
第4电子层(n=4，N层)有4个能级：4s、4p、4d、4f ……
③不同能级的形状不同形状： s 能级球形、p能级哑铃形(纺锤形)、d、 f 等。
⑶原子轨道(电子云)的伸展方向
①描述磁场中原子轨道的不同能量状态，也称为电子云或原子轨道的不同伸展方向。
③S能级有1个原子轨道，p能级有3个能量相同的原子轨道，px 、py、 pz； d能级有5个能量相同的原子轨道，；f能级有7个能量相同的原子轨道……
②同一能级的不同伸展方向，在没有外加磁场时，能量相同
⑷核外电子的自旋量子化状态
①描述在能量完全相同时运动的特殊状态，简称为电子自旋状态。
注意:电子自旋并不是像地球等行星一样“自转”,其实质还在探索中。
②处于同一原子轨道上的电子的自旋状态只有两种。
③通常用符号↑和↓表示。
阅读课本第6页，了解五颜六色的霓虹灯是如何发光的？学会解释物体发光的原理。
⑸核外电子的运动状态：电子层、能级、原子轨道、自旋状态
12
22
32
42
1.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，从能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁，跃迁到能量较高的轨道的电子处于一种不稳定的状态，它随即就会跃达到能量较低的轨道，并向外界以光能的形式释放能量
练习
焰色反应所发出的光：从能量变化的角度来说是发射光谱，
从波长特点来说是不连续的，因此也是线状光谱。
练习
2、找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号：
A. n=1
B. n=2
C. n=3
D. n=4
1 1s
2 2s 2p
3 3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f
规律: 每层的能级数值=电子层数n
3、找出下列条件下原子轨道的数目的数目,并写出其能级的符号：
A. n=1
B. n=2
C. n=3
1 1s
4 2s 2p (2px 2py 2pz)
3s 3p(3px 3py 3pz ) 3d (5种)
4．下列各电子层中不包含d能级的是( )
A．N电子层 B．M电子层 C．L电子层 D．K电子层
C D
5.下列能级中，轨道数为5的是（ ）
A. s 能级 B. p 能级 C. d 能级 D. f 能级
C
7.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？
⑴ 2s ⑵ 2d ⑶ 4p ⑷ 5d
⑴2s存在，轨道数为1
⑵2d不能存在
⑶4p存在，轨道数为3
⑷5d存在，轨道数为5
6.在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（ ）
A. 1s B. 2px C. 2py D. 2pz
A
课下学习：
①阅读课本，掌握本节课的知识内容，预习原子轨道的图形描述；
②课本练习第9页1~7题；
THANKS