【教学课件】第1节 原子结构模型 参考课件

第1节

原子结构模型（第1课时）第1章

原子结构与元素性质新课导入科学研究发现霓虹灯能发出五颜六色的光，是与原子结构有关。原子是一种怎样的微粒？科学史话公元前400多年，希腊哲学家德谟克利特等人把构成物质的最小单位叫作“原子”。科学史话1803年，英国科学家道尔顿提出原子是构成物质的基本粒子，它们是坚实的，不可再分的实心球。实心球模型科学史话道尔顿的原子学说包含下列三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。原子并不是实心球体。原子可以再分为更小的微观粒子。原子由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成的。1897年，英国物理学家汤姆孙通过实验证实阴极射线即阴极材料上释放出的高速电子流，并测量出电子的荷质比，说明原子具有电子讲授新课原子结构是怎样的？科学家是如何通过“问题产生——提出假说——实验验证”的过程，一步步加深对原子结构的认识？请依据原子结构模型发展材料，画出不同时期的原子结构模型示意图。【任务1】科学史话1903年，英国科学家汤姆孙提出：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干那样镶嵌其中。➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖+++++++++++葡萄干布丁式模型卢瑟福利用带正电的α粒子(即氦核)轰击金属箔，发现大部分(99.9%)粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向，但有少数α粒子发生了较大角度的偏转。这一事实与汤姆孙所描述的原子模型有一定的差异。那么卢瑟福在汤姆孙原子模型的理论基础上是如何描述原子结构的呢？科学史话科学史话1911年，英国物理学家卢瑟福提出原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核电子有核模型讲授新课1803年1903年1911年道尔顿模型汤姆孙模型卢瑟福模型讲授新课【任务2】有些光是由原子在一定的条件下产生的，光与原子结构有什么关联？请从能量与电子运动的宏微结合的角度思考分析。利用光谱仪将物质吸收的光或发射的光的波长和强度分布记录下来，得到光谱。(1)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不能分辨，如阳光即为连续光谱。(2)线状光谱若光谱是由具有特定波长、彼此分离的谱线所组成，为线状光谱。原子光谱连续光谱线状光谱（原子光谱）电子从激发态跃迁到基态，以光的形式释放能量并被记录下来，就形成了发射光谱。电子从基态跃迁到激发态，以光的形式吸收能量并被记录下来，就形成了吸收光谱。他们总称为原子光谱。讲授新课讲授新课依据卢瑟福模型和电磁学观点，以氢原子为例，从能量与电子的宏微结合的角度分析，氢原子的光谱是连续光谱还是线状光谱？氢原子的核外电子的运动状态与卢瑟福模型所描述的“电子绕核做高速运动”一致吗？讲授新课在一个被抽成真空、两端含有电极的玻璃管中充入低压氢气，然后在两个电极上施加高压，使氢原子在电场的激发下发光，发出的光经过三棱镜分光后得到如图所示的氢原子光谱图。线状光谱与卢瑟福模型不一致科学史话【任务3】核外电子究竟是如何运动的？对此，科学家将提出怎样的想法？1913年，丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动的原子结构模型。原子核电子轨道玻尔模型讲授新课基本观点：(1)运动轨迹：原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕核运动，并不辐射能量。(2)能量分布：电子所处的轨道的能量是量子化的，轨道能量依n值(1，2，3……)的增大而提高，n称为量子数；对氢原子而言，电子处于1=1的轨道时能量最低，这种状态称为基态；能量高于基态的状态，称为激发态。(3)电子跃迁：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，并以光的形式表现记录为光谱。讲授新课【任务4】运用玻尔模型能很好地解释氢原子的线状光谱吗？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。氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态释放出的能量不同。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。基态原子

激发态原子吸收能量释放能量讲授新课玻尔只引入一个量子数n(原子轨道)，n越大，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。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。【任务5】在卢瑟福模型的基础上，如何构建玻尔模型？讲授新课对充有氩气的霓虹灯管通电，灯管发出蓝紫色光，产生这一现象的主要原因是()A.电子由能量较高的轨道向能量较低的轨道跃迁时以光的形式辐射能量B.电子由能量较低的轨道向能量较高的轨道跃迁时吸收蓝紫光以外的光C.氩原子获得电子后转变成发出蓝紫光的物质D.在电流的作用下，氩原子与构成灯管的物质发生反应A讲授新课玻尔引入一个量子数n，解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。但是，某些复杂的光谱现象却难以用玻尔原子结构模型予以解释。例如，在进行原子光谱实验时，通常条件下，钠原子中处于n=4的状态上的核外电子跃迁到n=3的状态，会产生多条谱线;在外磁场存在的情况下，无论是氢原子还是多电子原子的光谱中，原来的一条谱线都可能分裂为多条；在无外磁场的情况下，用高分辨光谱仪可观测到氢原子中的核外电子由n=2的状态跃迁到n=1的状态时得到的是两条靠得很近的谱线，同样情况下钠原子的黄色谱线也是靠得很近的两条谱线。课堂小结【任务6】玻尔原子结构模型的发展过程所带来的启发？人类智慧将光、三棱镜、光谱和原子结构建立起来，科学家通过研究光谱这一宏观现象，进一步揭示了核外电子的微观运动状态。20世纪20年代，原子结构量子力学模型的提出是多位科学家集体研究的成果。科学家们通过假说、实证、模型等科学方法实现对真理的不懈追求。课堂小结道尔顿模型→汤姆生模型→卢瑟福模型→玻尔模型→量子力学模型课堂小结原子结构模型演变玻尔原子结构模型氢原子光谱是线谱原子结构模型演变轨道的能量是量子化的电子跃迁时的能量变化处于能量最低处于较高能量电子跃迁到较高能组基态原子激发态原子释放能量（发射光谱）吸收能量（吸收光谱）课堂练习1.下列说法错误的是()A.所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒B.宇宙大爆炸产生了氢、氦、锂元素C.左图的原子模型是玻尔提出的D.左图模型中的小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象描述A课堂练习2.下列四位科学家中，首先提出原子有核结构模型的是()A.卢瑟福