1.1 原子结构模型 课件 (共21张PPT)2023-2024学年高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

(共21张PPT)
霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光？
联想 · 质疑
联想 · 质疑
原
子
结
构
第1节 原子结构模型
1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程；
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；
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；
4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。
1803—原子论—道尔顿实心球原子模型
1904—发现电子—汤姆孙“葡萄干布丁”模型
1911—α粒子散射实验—卢瑟福核式模型
1913—原子光谱实验—玻尔核外电子分层排布
的原子结构模型
1926—量子力学理论—量子力学模型
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1.光谱
(1)定义：利用仪器将物质吸收的光或发射的光的频率或波长和强度分布记录下来，得到光谱。
(2)分类：
a.连续光谱：各种波长的光组成，且波长差别极小不能分辨
b.线状光谱：特定波长、且彼此分离
氢原子光谱？
2.氢原子光谱
氢原子光谱是线状光谱
氢原子光谱：连续光谱
卢瑟福的核式结构模型
围绕原子核高速运动的电子
会自动释放出连续的能量
氢原子光谱的测定实验
3.玻尔原子结构模型
(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；
(2)不同轨道上运动的电子具有不同能量（E），而且能量是不连续的，称为能量“量子化”。轨道能量依 n 值(1、2、3、…)的增大而升高，n称为量子数(即电子层数)。电子处在n=1的轨道时能量最低，这种状态称为基态，高于基态能量的状态，称为激发态。
(3)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Ej）时，才会辐射或吸收能量。当辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录时，就形成了光谱。
n=1
n=2
n=3
n=4
基态：能量最低的状态，最稳定，离核最近
激发态：高于基态的其它能量状态
思考与交流
为什么氢原子光谱是由具有特定波长、彼此分立的谱线组成的？
根据玻尔理论，电子所处的轨道的能量是量子化的，轨道间的能量差也是确定的，因此形成的是具有特定波长的线状光谱。
电光源、焰色反应、物质燃烧等都与原子核外电子的跃迁有关。
低能量
轨道电子
吸收能量
高能量
轨道电子
释放能量
(4)意义
a.成功的解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实；
b.阐明了原子光谱源于核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁；
c.指出电子所处的轨道的能量是量子化（不连续）的。
不足：
波尔只引入一个量子数n，能比较好地解释了氢原子线状光谱产生的原因；
但复杂的光谱解释不了。
如在通常条件下，钠原子中处于n=4的状态上的电子跃迁到n=3的状态时会产生多条谱线。
二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
(1)量子数 n——电子层
分层标准 电子离核的远近
电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 __ __ __ __ __ __ __
能量 _______
离核 _______
K
L
M
N
O
P
Q
低→高
近→远
1.原子轨道
(2)能级
在同一电子层中，电子所具有的能量可能不同，当n=x时，有x个能级用s、p、d、f等表示。
注：在无外磁场的条件下,处于同一能级的电子能量相同。
各能级上对应的原子轨道数 s p d f ......
__ __ __ __ ......
1
3
5
7
(3)原子轨道
量子力学中用来描述原子中单个电子的空间运动状态。
表1-1-1 n值所对应的能级和原子轨道的情况
量子数(n) 符号 能级 原子轨道 原子轨道数
1 K 1s
2 L 2s 2p
3 M
4 N
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
1s
2s
2px、2py、2pz
3s
3px、3py、3pz
3d(含5个原子轨道)
4s
4px、4py、4pz
4d(含5个原子轨道)
4f(含7个原子轨道)
1
16
9
4
能层中的原子
轨道数目=n2
③同一能层和能级的原子轨道的能量相等，如：
②同一能层，不同能级的原子轨道能量的高低：
ns < np < nd < nf
4.电子填充原子轨道时的能量的规律：
2px＝2py＝2pz
①不同能层，相同能级的原子轨道能量的高低：
1s < 2s < 3s < 4s……
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“↑”和“↓”表示。同一原子轨道上，最多能容纳2个自旋方向相反的电子。
5.电子自旋运动：
每个电子层最多容纳的电子数为2n2
2.原子轨道的图形描述
球形对称，一个原子轨道；
n越大,原子轨道的半径越大。
哑铃型，三个原子轨道，x、y、z三个垂直方向；
p轨道上的电子云具有一定的空间取向。
s轨道：
p轨道：
d轨道是花瓣形的；
f轨道形状更复杂。
怎样形象地描述电子在空间中的运动与分布呢
电子的特点：质量非常小、运行速度极快、运动空间极小。
通常用单位体积内小点的疏密程度来表示电子在原子核外某处单位体积内出现概率的大小。
描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形。
电子处在1s轨道
的电子云图
电子处在2p轨道
的电子云图
3.电子云
【练一练】
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动。(　　)
(2)电子云图中的小黑点密度越大,说明该原子核外空间电子越多。(　　)
(3)能级就是电子层。(　　)
(4)对于确定的n值,其对应的电子层的原子轨道数为n2。(　　)
(5)同一电子层中不同能级的能量高低相同。(　　)
2.氮原子2p能级上的3个电子分别位于2px、2py、2pz 3个原子轨道上,则这3个电子不相同的是(　　)
A.能量 B.电子云图
C.电子云伸展方向 D.质量
3.下列电子层中包含有f能级的是(　　)
A.K能层 B.L能层
C.M能层 D.N能层
C
D
4.下列叙述不正确的是(　　)
A.最易失去的电子能量最高
B.在离核最远区域内运动的电子能量最高
C.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
5.在多电子原子中,一般决定原子轨道能量的是(　　)
A.电子层
B.电子层和能级
C.电子层、能级和原子轨道空间分布
D.原子轨道空间分布和电子自旋方向
C
B
原子结构模型
原子结构模型发展史
氢原子光谱、玻尔原子结构模型
核外电子运动状态
原子轨道能量量子化
电子在核外空间的分布
电子云
电子层、能级、原子轨道