2017 2018高中化学111原子结构课件鲁科版选修3共41张

1、第一节第一节 原子结构模型原子结构模型 质子质子 原子核原子核 核外电子核外电子 构成的。原子核是由构成的。原子核是由_ 原子是由原子是由_和和_1 1H 中子中子 和和_构成的，但构成的，但_原子核例外。在原子中，核电荷原子核例外。在原子中，核电荷1质子质子数数 核外电子核外电子 数。数。 数数_18O的意义是的意义是O原子核内有原子核内有_个质子、个质子、_10 个中子、个中子、 核素核素8 2 818 质量数为质量数为_。 请你补全请你补全“Rn”氡的原子结构示意图氡的原子结构示意图 3 ， 并且与其他同学交流你从原子结构示意图中获得的信息：并且与其他同学交流你从原子结构示意图中获得的信

2、息： 电子排布规律电子排布规律 。 _视觉视觉所能感觉到的，在真空中波长所能感觉到的，在真空中波长 通常所说的光是指人的通常所说的光是指人的_4 介于介于_400700nm 之间的电磁波。不同波长的光在人的视之间的电磁波。不同波长的光在人的视颜色颜色 ，按波长由长到短依次为，按波长由长到短依次为_觉中表现出不同的觉中表现出不同的_红红 、 橙橙 、黄、黄、_绿绿 、_ 青青、 _蓝蓝 、_紫紫 。 _能用能用1 n、l、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态及四个量子数描述核外电子的运动状态及各量子数的意义。各量子数的意义。 2 理解科学假说、模型在原子结构建立中的重要作用。理解科学假说、模

3、型在原子结构建立中的重要作用。 感悟科学家在科学创造中的丰功伟绩。感悟科学家在科学创造中的丰功伟绩。 3 第第1 课时课时 原子结构原子结构 笃学一笃学一 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. 对原子结构认识的发展过程对原子结构认识的发展过程 道尔顿道尔顿 在在1803年建立了原子学说年建立了原子学说1903年英年英英国科学家英国科学家_汤姆逊汤姆逊 提出了原子结构的提出了原子结构的“ 葡萄干布丁葡萄干布丁” 模型模型1911国的国的_核式模型核式模型 年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的_ 分层分层 排布的原子排布的原子1913年

4、丹麦科学家玻尔建立起核外电子年丹麦科学家玻尔建立起核外电子_量子力学量子力学 结构模型结构模型20世纪世纪20年代中期建立了原子结构的年代中期建立了原子结构的_模型。模型。 氢原子光谱氢原子光谱 2 (1)光谱光谱 光谱的定义光谱的定义 许多物质都能够吸收光或发射光。为了研究物质的这种性许多物质都能够吸收光或发射光。为了研究物质的这种性波长波长 和和_强度强度 质，人们利用仪器将物质吸收光或发射光的质，人们利用仪器将物质吸收光或发射光的_分布记录下来，就得到所谓的光谱。分布记录下来，就得到所谓的光谱。 光谱的分类光谱的分类 连续光谱连续光谱 光谱的分类标准有多种，一般我们只考虑光谱的分类标准有

5、多种，一般我们只考虑_和和 线状光谱线状光谱 的分类方法。的分类方法。 _各种波长各种波长 的光所的光所 连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由连续光谱：若由光谱仪获得的光谱是由_组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为组成，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。例如，阳光形成的光谱即为连续光谱。连续光谱。例如，阳光形成的光谱即为连续光谱。 特定波长特定波长 线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有线状光谱：若由光谱仪获得的光谱是由具有_ 的、彼此分立的谱线组成，则所得光谱为线状光谱。例如的、彼此分立的谱线组成，则所得光谱为线状光谱。例如氢原子光谱、氦原子光谱等都是线状光

6、谱。氢原子光谱、氦原子光谱等都是线状光谱。 光谱的应用光谱的应用 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，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。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现称为光谱分析。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯的，如铯(1860年年)和铷和铷(1861年年)，其光谱图中有特征的蓝，其光谱图中有特征的蓝光和红光，它们的拉丁文名称由此得名。光和红光，它们的拉丁文名称由此得名。 (2)氢原子光谱氢原子光谱 氢原子光谱的特征：氢原子光谱是线状光谱，是不连续的。氢原子光谱的特征：氢原子光谱是线状光谱，是不连续的。 1913年，丹麦科学家

7、玻尔年，丹麦科学家玻尔(N.Bohr，18851962)第一次认第一次认识到氢原子光谱是由氢原子的电子跃迁产生的，并通过纯识到氢原子光谱是由氢原子的电子跃迁产生的，并通过纯粹的理论计算得到氢原子光谱的谱线波长，与实验结果几粹的理论计算得到氢原子光谱的谱线波长，与实验结果几乎完全相同，科学界大为震惊。原子结构理论从此长足发乎完全相同，科学界大为震惊。原子结构理论从此长足发展，最后建立了量子力学，人类历史从此进入了量子时代。展，最后建立了量子力学，人类历史从此进入了量子时代。 玻尔的原子结构模型玻尔的原子结构模型 3 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： 原子核原子核 圆周圆周

8、 (1)原子中的电子在具有确定半径的原子中的电子在具有确定半径的_轨道上绕轨道上绕_运动，并且不辐射能量。运动，并且不辐射能量。 不同不同 的能量的能量(E)，而且能，而且能(2)在不同轨道上运动的电子具有在不同轨道上运动的电子具有_量子化量子化 的。的。 量是量是_跃迁跃迁 到另一个轨道到另一个轨道(Ej)才会才会(3)只有当电子从一个轨道只有当电子从一个轨道(Ei)_辐射或吸收能量。辐射或吸收能量。 h|EjEi|。 光谱形成的原因光谱形成的原因 4 原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最低的轨原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最低的轨基态基态 ；电子受激发处于能量高于；电子

9、受激发处于能量高于_基态基态 道，这种状态称为道，这种状态称为_激发态激发态 的状态称为的状态称为_。原子核外电子在一定条件下会发生。原子核外电子在一定条件下会发生能量能量 的变化。如果辐射或吸收的变化。如果辐射或吸收跃迁，跃迁过程中伴随着跃迁，跃迁过程中伴随着_的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。 （吸收能量）（吸收能量）基态原子基态原子激发态原子激发态原子 （放出能量）（放出能量）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. 能层能层 能量能量 能量能量 多电子原子的核外电子的多电子原子的核外电子的_是不同的，

10、按电子的是不同的，按电子的_差异，可以把核外电子分为不同的能层，用符号差异，可以把核外电子分为不同的能层，用符号K、L、M、N 、O、P、Q表示，从表示，从KQ，能量逐渐升高。，能量逐渐升高。 _能级能级2 在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，在每个能层中，能级符号的顺序是可以把它们分成能级，在每个能层中，能级符号的顺序是np 、nd、nf等。等。 _ns 、_ 四个量子数四个量子数(n、l、m、ms) 3 原子轨道原子轨道 来描来描 原子中单个电子的空间运动状态可以用原子中单个电子的空间运动状态可以用_n 、

11、_述，而每个原子轨道由三个只能取整数的量子数述，而每个原子轨道由三个只能取整数的量子数_l 、 _m 共同描述。共同描述。 (1)主量子数主量子数n 决定轨道能量的高低。决定轨道能量的高低。n的取值为正整数的取值为正整数1，2，3，4 。n越大，电子离核的平均距离越远，能量越越大，电子离核的平均距离越远，能量越_。n值与电子值与电子高高 低低 、离核最、离核最_近近 的第一电子层。的第一电子层。层相对应，层相对应，n1表示能量最表示能量最_主量子数与电子层符号的对应关系是：主量子数与电子层符号的对应关系是： 氢原子核外只有氢原子核外只有_一一 个电子，不存在电子之间的相互作用，个电子，不存在电

12、子之间的相互作用，主量子数主量子数能量只决定于能量只决定于_。 n (2)角量子数角量子数l n 个值，即个值，即量子数量子数l称为角量子数。对于确定的称为角量子数。对于确定的n值，值，l可取可取_0，1，2，3 ，(n1)。在多电子原子中，它和主量子数。在多电子原子中，它和主量子数一起决定电子运动状态的能量。若两个电子的一起决定电子运动状态的能量。若两个电子的n与与l相同，相同，相同的能量相同的能量 。我们用。我们用_就表示这两个电子具有就表示这两个电子具有_能级能级 来表示来表示具有相同具有相同_n 、_l 值的电子运动状态。在一个电子层中，值的电子运动状态。在一个电子层中，l能级能级 。

13、l有多少个取值，就表示该电子层有多少个不同的有多少个取值，就表示该电子层有多少个不同的_p 能级，能级，l2为为_0为为_ s 能级，能级，l1为为_d 能级，能级，l3为为_ f 能级。能级。 n1，l0，l只有只有_(s)。 一一个值，有一个能级个值，有一个能级 0，1 ，l有有_两两 个值，有个值，有_两两 个能级个能级(s和和p)。 n2，l_ n nn，l0，1 ，(n1)，l有有_个值，有个值，有n个能级。个能级。 (3)磁量子数磁量子数m 多多 条，对每个条，对每个 无外加磁场的一条谱线在外加磁场时分裂为无外加磁场的一条谱线在外加磁场时分裂为_(2 l1) 个值。个值。n、l、

14、确定的确定的l，m可取可取0，1，2 l共共_空间运动状态空间运动状态 。 m共同确定了原子核外电子的共同确定了原子核外电子的_(4)自旋磁量子数自旋磁量子数ms 自旋运动自旋运动 ，处于同一原子轨道上的电子自旋运动处于同一原子轨道上的电子自旋运动 描述电子的描述电子的_11两两 种：种：ms 和和ms 。 状态有状态有_22【慎思慎思1】 氢原子光谱呈线状光谱的原因是什么？氢原子光谱呈线状光谱的原因是什么？ 提示提示 根据玻尔理论，氢原子的一个电子通常在能量最低根据玻尔理论，氢原子的一个电子通常在能量最低的轨道的轨道(基态基态)上运动，不释放能量。但当氢原子受到激发上运动，不释放能量。但当氢

15、原子受到激发(加热或氢气放电管放电加热或氢气放电管放电)时，核外电子获得能量，即由基时，核外电子获得能量，即由基态跃迁至激发态。而处于激发态的电子极不稳定，它会迅态跃迁至激发态。而处于激发态的电子极不稳定，它会迅速再跃迁至基态。在此跃迁过程中以光子的形式放出辐射速再跃迁至基态。在此跃迁过程中以光子的形式放出辐射能，发射出光子的频率取决于电子跃迁两轨道能级之差。能，发射出光子的频率取决于电子跃迁两轨道能级之差。由于各轨道的能量是不连续的由于各轨道的能量是不连续的(即量子化的即量子化的)，所以由电子，所以由电子的跃迁而发射出的光的频率也是不连续的，这便是氢原子的跃迁而发射出的光的频率也是不连续的，

16、这便是氢原子光谱呈线状光谱的原因。光谱呈线状光谱的原因。 线状光谱与连续光谱在谱线特征上有所不同，线状光谱是线状光谱与连续光谱在谱线特征上有所不同，线状光谱是不连续的，连续光谱是连续的。彼此之间的关系为不连续的，连续光谱是连续的。彼此之间的关系为E0hEE末末E始始。 【慎思慎思2】量子数与原子轨道有何关系？量子数与原子轨道有何关系？ 提示提示 1 21 21 21 21 21 2 【慎思慎思3】能层与能级的关系是如何的？能层与能级的关系是如何的？ 提示提示 (1)不同能层的能级组成：任一能层的能级总是从不同能层的能级组成：任一能层的能级总是从s能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：第一能层只能级开始，能层的能级数等于该能层的序数：第一能层只有有1个能级个能级(1s)，第二能层有，第二能层有2个能级个能级(2s和和2p)，第三能层有，第三能层有3个能级个能级(3s、3p和和3d)，依此类推。，依此类推。 (2)不同能层中各能级之间的能量大小关系不同能层中各能级之间的能量大小关系 不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。例如：不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高。例如：1s2s3s ，2p3p4p 同一能层中，各能级之间的能量大小关系是同一能层中