原子结构模型(第2课时)

1-1原子结构模型

（第2课时）

泗县三中李明复习:1、氢原子光谱连续光谱线状光谱

2、玻尔(Bohr)的原子结构模型（玻尔理论的三个假设）。3、解释、应用：追根寻源、身边的化学等一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型玻尔理论的局限：A.多电子原子光谱

B.氢原子的精细光谱本节课的关键词:原子轨道主量子数n角量子数l磁量子数m自旋磁量子数ms电子云二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述

1、原子轨道与四个量子数（1）主量子数n:

描述电子离核的远近．N越大离核越远能量越高

n取值为正整数１，２，３，４，５，６…对应符号为Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ…

n所表示的运动状态称为电子层练习:下列各层电子能量的从高到低的顺序是

A.M层B.K层C.N层D.L层（2）角量子数l

:描述(电子云)原子轨道的形状和和n一起决定电子的能量高低——能级数（电子亚层）．

l取值为0，１，２，３…(n-1)．共n个数值．符号为s，p，d，f等．

若电子n、l

的相同，则电子的能量相同．在一个电子层中，l

的取值有多少个，表示电子层有多少个不同的能级．练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号A.n=1B.n=2C.n=3D.n=411s22s2p33s3p3d44s4p4d4f规律:每层的能级数值=电子层数（3）磁量子数m:

每一电子亚层的原子轨道数描述磁场中原子轨道的空间伸展方向，与电子的能量无关。

m可以取(2l+1)个数值.

如l=0,m只可以取0，对应的谱线只有一条.

如l=1,m可以取0，±1,对应的谱线有三条.n、l

、m确定，原子轨道就确定了.lm轨道

空间运动状态

类型

的数目00S1个10,±1p3个20,±1,±2d5个30,±1,±2,±3f7个

具有一定l值的电子的空间运动状态数

=磁量子数的取值数目

=2l+1电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形.

S轨道是球形的，p轨道为8字（纺锤形）的电子云和原子轨道

原子轨道的图像描述根据量子力学理论,将原子轨道在空间的分布以图象方式在直角坐标系中表示出来.原子轨道示意图：P轨道有三个方向pxpzpyD轨道有五个方向

d轨道(l=2,m=+2,+1,0,-1,-2)m五种取值,空间五种取向,五条等价(简并)d轨道.f轨道(l=3,m=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3)m七种取值,空间七种取向,七条等价(简并)f

轨道.ψn,l,m

表明了:

(1)轨道能量高低(电子层的数目,电子距离核的远近);(2)轨道的形状;(3)轨道在空间分布的方向

结论：利用三个量子数可以描述一个电子的空间运动状态，即可将一个原子轨道描述出来.

n,l,m

一定，轨道也确定

0123…轨道

spdf…例如:n=2，

l=0，m=0，2s

n=3，l=1，m=0，3pz

n=3，l=2，m=0，3dz2思考题：当n为3时,l,m分别可以取何值？有哪些轨道?练习:找出下列条件下原子轨道的数目n=1B.n=2C.n=311s42s——12p——33s——1

3p——33d——5规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2)容纳电子数为2

n2

量子理论对钠原子光谱的解释由于钠原子的n电子层可以分为L个不同的能级：n=4,L=0,1,2,3;n=3,L=0,1,2；所以，当钠原子受激变成激发态后，处于n=4的电子层的电子跃迁到n=3的电子层的不同能级时形成的光谱含有多条谱线。（4）自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简称为电子自旋状态).

处于同轨道上的电子的自旋状态只有两种.

分别用符号↑、↓表示).注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深远.练习:实验证明,同一原子中每个电子的运动状态均不相同.试推断:

每个原子轨道最多有几个电子?

每个电子层最多有多少个电子?2、量子数和原子轨道的关系nlm原子轨道ms取值符号取值符号取值符号取值1K0s0±1/22L0s0±1/21p0,±1±1/23M0s0±1/21p0,±1±1/22d0,±1±2±1/21s2s2px2py2pz3s3px3py3pz3dxy3dyz3dxz

3dx2-y23dz2知识小结:

原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态描述原子轨道的量子数是:n、l、m.

描述电子运动的量子数是:n、l、m、ms.n、l、m、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子数的关系.表1-1-1

每层的能级数=电子层数(n)每层的轨道数=电子层数的平方(n2)每层最多容纳的电子数为=2×电子层数的平方(2n2)4、电子云模型（2）原子轨道的图像描述（电子云的形状）S轨道的电子云呈球形P轨道的电子云呈纺锤形（1）、对于高速运转的微观粒子，人们不能同时准确测定它的位置和速度。为了形象的表示电子在核外空间的分布状况常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。（还可以用颜色的浓淡表示）这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为电子云。习题

1.下列各电子层，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、D2.下列能级中，轨道数为5的是（）。

A.s能级B.p能级C.d能级C3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（1）2s（2）2d（3）4p（4）5d答：（1）2s存在，轨道数为1（2）2d不能存在（3）4p存在，轨道数为3（4）5d存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。（1）n=1，l=1（2）n=4，l=0（3）n=5，l=2

不存在4s5d5.下列几组量子数能够同时存在的是（）。A.3、2、2、-1/2B.3、0、-1、+1/2C.2、2、2、2D.1、0、0、0A规律：n>l≥︱m︱ms只取-1/2、+1/26．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是A．K层 B．L层 C．M层 D．N层7．玻尔理论不能解释 （）A．H原子光谱为线状光谱B．在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量----电磁波C．H原子的可见光区谱线D．H原子光谱的精细结构8．P轨道电子云形状正确叙述为 ()A．球形对称;