高中化学：1.1.2 量子力学对原子核外电子运动状态的描述 学案 鲁科版选修4

第一节原子结构模型第2课时量子力学对原子核外电子运动状态的描述高考资源网【学习目标】知道原子结构的发展历程知道玻尔理论的要点知道氢光谱是线状光谱的原因【学习过程】一、原子结构的量子力学模型(一)原子轨道与四个量子数根据量子力学理论，原子中的单个电子的______________可以用原子轨道来描述，而每个原子轨道由三个只能取整数的量子数共同描述，因此核外电子的运动状态是由四个量子数决定的。1.主量子数（n）主量子数（n）的取值与电子层符号的对应关系主量子数（n）：、、、、、、等电子层符号：、、、、、、等主量子数n表示，离核越近，能量越低，离核越远，能量越高。说明：氢原子核外只有一个电子。不存在电子之间的相互作用。能量只决定于主量子数n.2.角量子数(l)①角量子数l取n个值，可取0和小于n的正整数，取值分别为对应的符号分别为，在多电子原子中，它和主量子数n一起决定电子轨道运动的能量。②③能级：称为一个能级，在一个电子层中，l有多少个取值，就表示该电子层有多少个能量不同的能级。④当n＝1时l＝有个值有个能级即；当n＝2时l有个值有个能级即；当n＝3时l＝有个值有个能级即；当n＝n时l＝有个值有个能级即；【典题解悟】例1.能够确定核外电子空间运动状态的量子数组合为（）A.n、lB.n、l、msC.n、l、mD.n、l、m、ms解析：主量子数（n）决定电子的离核远近，角量子数（l）确定原子轨道的形状，磁量子数（m）决定原子轨道在空间的取向，故用n、l、m三个量子数可以确定一个电子的空间运动状态，即一个原子“轨道”。答案：C例2．下列各电子层中不包含d亚层的是A．N电子层B．M电子层C．L电子层D．K电子层解析：本题考查学生对四个量子数的掌握情况。在一个多电子的原子中，若两个电子所占据原子轨道的n、l相同，就表明这两个电子具有相同的能量，我们就用电子亚层(或能级)来表达n、l相同电子运动状态。对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3…、(n-1)，对应符号为s、p、d、f…。所以，当n＝1(K电子层)时，l＝0，即为s亚层；当n＝2(L电子层)时，l＝0，1，即为s亚层和p亚层；当n＝3(M电子层)时，l＝0，1，2，即为s亚层、p亚层和d亚层；当n＝4(N电子层)时，l＝0，1，2，3，即为s亚层、p亚层、d亚层和f亚层。答案：CD【当堂检测】1.下列电子层中，包含有f能级的是（）A.K电子层B.L电子层C.M电子层D.N电子层2.下列有关n、l、m、ms四个量子数的说法中，正确的是（）A.一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低B.l的数值多少，决定了某电子层不同能级的个数C.对于确定的n值，m的取值共有2n+1个D.ms可取±1/2两个数值，数值表示运动状态，正负号表示大小3.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4.能够确定核外电子空间运动状态的组合为（）A.电子层、原子轨道的形状B.电子层、原子轨道的形状、原子核外电子的自旋运动C.电子层、原子轨道的形状、原子轨道在空间的伸展取向D.电子层、原子轨道的形状、原子轨道在空间的伸展取向、核外电子的自旋运动5.某元素基态原子失去3个电子后，3d的轨道半充满，其原子序数为（）A.24B.25C.26D.276.n、l、m确定后，仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的（）A.数目B.空间伸展方向C.能量高低D.电子数目7.角量子数l=2的某一电子，其磁量子数m（）。A.只能为+2B.只能为－1、0、+1三者中的某一个数值C.可以为－2、－1、0、＋1、＋2中的任意一个数值D.可以为任何一个数值8.下列能级中，轨道数目为7的是（）。A.s能级B.p能级C.d能级D.f能级9.下列关于原子轨道的说法中，正确的是（）A.与玻尔理论中的轨道等同