(鲁科版化学选修)讲义原子结构模型上课课件

4．1911年，英国物理学家卢瑟福— 电子绕核旋转的原子结构模型
5．1913年，丹麦科学家玻尔—核外电 子分层排布的原子结构模型
6．20世纪20年代中期，奥地利物理学家
薛定谔等人以量子力学为基础—电子云
模型
人类探索物质结构的历史
原子结构的衍变过程：
1.德谟克利特的古代原子学说 2.道尔顿的近代原子学说（模型） 3.汤姆生原子模型 4.卢瑟福原子模型 5.玻尔原 子模型 6.电子云模型
选修3《物质结构与性质》
离核远近：近
远
4．1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型
4．1911年，英国物理学家卢瑟福—电子绕核旋转的原子结构模型
（2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时
原子概念和原子结构模型演变简介
1）定义：在多电子原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，可以将它们分为不同的级．（即电子亚层）
有志始知蓬莱近，无为总觉咫尺远。 追踪着鹿的猎人是看不见山的。 虽长不满七尺，而心雄万丈。
单质是由简单原子组成，化合物是由复杂 鱼跳龙门往上游。
鸭仔无娘也长大，几多白手也成家。 才自清明志自高。
原子组成。复杂原子的质量等于组成它的 简单原子的质量总和。
3．1897年英国科学家汤姆生发现了电子。
原子是一个平均分配着正电荷的粒子，其 中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而 形成中性原子
足各项要 求。
较高能层。
3、原子结构示意图 练习:
• 根据核外电子排布规律，写出16S 、18Ar 、 19K、26Fe的原子结构示意图
+16 2 8 6
+18 2 8 8
+19 2 8 8 1 +26 2 8 14 2

宇宙大爆炸 宇宙大爆炸
1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆 炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原 子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八 方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小 时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的 Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素 发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了 其它元素。
87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。――[贾柯·瑞斯] 88.每个意念都是一场祈祷。――[詹姆士·雷德非]
89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森] 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰]
把构成物质的最小单位叫原子。
2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子 说，他认为：
原子是微小的不可分割的实心球体。
3、1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出 原子结构的“葡萄干布丁”模型。
4、卢瑟福原子模型
根据α粒子散射实验原子的“核式模型”
5、波尔原子模型
6、原子结构的量子力学模型 （电子云模型）
理论研究
能
层
1、定义
离 核 距离 ( )
()
能 量 高低 ( )
()
能
层 一 二 三 四 五 六 七 ……
符
号 K L M N O P Q ……
最多电子数 2 8 18 32 50 ……
学与问
1、原子核外电子的每一能层最多可 容纳的电子数与能层序数n存在什么 关系？

第1节 原子结构模型
刷基础
18．[辽宁师大附中2018高二模拟]下列有关认识正确的是( )
A．原子的核外电子最易失去的电子能量最低
B
B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D．s能级电子绕核旋转，其轨迹为一圆圈，而p能级电子是走∞字形
刷基础 B
解析
多电子原子中，根据核外电子的能量差异，可将其分成不同的能层；同一能层的电子，能 量也可能不同，还可以把它们分成不同的能级，同一能级的轨道能量相同，故决定轨道能 量的是电子层和能级，B项正确。
第1节 原子结构模型
刷基础
题型5 原子核外电子运动特点与规律
14．下列说法正确的是( A ) A．核外电子质量很小，在原子核外做高速运动 B．核外电子的运动规律与普通物体相同，能用牛顿运动定律来解释 C．电子在核外运动时有确定的轨道和轨迹，电子云就是对其运动轨迹的准确描述 D．原子核外电子在某一时刻的位置可以测定或计算出来
解析
核外电子是分层排布的，能量低的电子在低能层运动，能量高的电子在高能层运动，能量 相近的电子在同一能层运动，A错误；电子能量越高，越容易脱离原子核的束缚，故能量低 的电子在离核近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动，B错误；处于最低能量的 原子叫基态原子，C正确；s能级最多容纳2个电子，与其所在能层无关，D错误。
第1节 原子结构模型
刷基础
题型1 对原子结构认识的演变
1．下列说法中，不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( B )
A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸 B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素 C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母 D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子

第17页/共36页
(2)意义：小点的 疏密程度 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； 点 稀疏 的地方，表示电子在那里出现的概率小。
第8页/共36页
(4)基态、激发态的相互转化与能量转化的关系：当基态 原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发 态原子，激发态原子不稳定，又会跃迁回较低能级，并释放 出能量，即：基态原子释 吸放 收能 能量 量激发态原子。
(5)玻尔原子结构模型的优缺点： ①优点：成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事 实，阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的 跃迁，而电子所处的轨道的能量是量子化的。 ②缺点：无法解释氢原子光谱的精细结构和复杂的光谱 现象。
第14页/共36页
(3)对同一个能级而言，m的取值可为0，±1，±2， ±3，…，±l，共有(2l＋1)个值。
(4)s能级中有1个原子轨道，p能级中有3个能量相同的 原子轨道，d能级中有5个能量相同的原子轨道。第n层的s轨 道记作ns，第n层的3个p轨道分别记作npx、npy、npz。
第15页/共36页
[师生互动·解疑难] (1)每个原子轨道须由三个只能取整数的量子数n、l、m 共同描述。电子除做轨道运动外，还做自旋运动，其自旋的 状态由自旋磁量子数描述，因此要完整地描述一个核外电子 运动状态需要四个量子数n、l、m、ms。 (2)n值与该电子层中的能级数相等。在K(n＝1)层中只有 1个s能级、记作1s；在L(n＝2)层中有1个s能级和1个p能级， 分别记作2s和2p；在M(n＝3)层中有1个s能级，1个p能级和1 个d能级，分别记作3s、3p和3d。
第9页/共36页
1．下列说法正确的是
()
A．自然界中的所有原子都处于基态

●新课导入建议 在美丽的城市，我们经常可以看到五光十色的霓虹灯， 霓虹灯为什么能发出五颜六色的光？我们马上就会知道。
课标解读
重点难点
1.掌握玻尔原子结构模
1.了解氢原子光谱的特点及玻尔 原子结构模型的基本观点。 2.了解原子核外电子在一定条件 下发生跃迁与光谱的联系。 3.理解原子轨道和电子云的含义。
基态、激发态与原子光谱
【问题导思】 ①原子光谱形成的原因是什么？ 【提示】 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放 不同的光，形成原子光谱。 ②霓虹灯的发光原理与氢原子光谱相同吗？
【提示】 基本相同，都是气体在高电压激发下发生 电子跃迁产生的。
1．基态原子与激发态原子
2．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的 光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光 谱，总称原子光谱。
3．光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元 素。
4．玻尔原子结构模型 (1)基本观点：①电子在确定的轨道上运动 ②轨道能量是量子化的 ③电子跃迁产生能量变化 (2)意义：①成功解释了氢原子的线状光谱 ②说明核外电子是分层排布的 (3)不足：无法解释复杂光谱问题
(2013·深圳高二质检)可见光光
吸收光谱是指高温物体发出的白光(其中包含连续分布 的一切波长的光)，通过物质时，某些波长的光波被吸收后 产生的光谱。所以吸收光谱是以连续光谱为背景的若干条 暗线。各种原子的吸收光谱中的每条暗线，都跟该种原子 的发射光谱中的一条明线相对应。光谱是用来鉴别物质、 发现新元素和确定它的化学组成的重要依据。光谱分为发 射光谱和吸收光谱两大类。
【答案】 B
1．自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原 子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通 过实验事实不断地完善对原子结构的认识。下列关于原子 结构模型的说法中，正确的是( )

二、原子核外电子运动的特征
电子在原子核周围分层运动，无轨迹； 能量低的离核近，能量高的离核远。
电子在原子核外空间一定范围内出现，可以 想象为一团带负电的云雾笼罩在原子核周围，所 以，人们形象地把它叫做“电子云”
三、原子核外电子的排布
电子在原子核周围分层运动，无轨迹。
能量低的离核近，能量高的离核远。
126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。――[怀特曼] 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。――[G.K.Chesteron]
128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。――[马克吐温] 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。――[约翰·鲁斯金]
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]

87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。――[贾柯·瑞斯] 88.每个意念都是一场祈祷。――[詹姆士·雷德非]
89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。――[柏格森] 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。――[托尔斯泰]
I
Xe
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6 Cs电B子a 57层~71 数Hf 递Ta增W的R顺e O序s 由Ir 上Pt而Au下H排g T成l Pb纵Bi行Po，At Rn
7 Fr这R样a 89得~103 到Rf 的Db一Sg个B表h H，s M叫t 做Uun元Uu素uUu周b …期…表。
镧 系
La
Ce
Pr
Nd
Pm Sm Eu
Gd Tb Dy
A、72 B、19 C、53 D、125
2.某粒子用
A Z
Rn+
表示，下列关于该粒
子的叙述正确的是（ B ）
A、所含质子数=A-n B、所含中子数=A-Z C、所含电子数=Z+n D、质量数=Z+A
练习
某元素二价阴离子的核外有18个电 子，质量数为32，该元素原子的原 子核内的中子数是（C ） A. 12 B. 14 C. 16 D. 18
A 电子层数逐渐增多 B 原子半径逐渐增大
C 最高正化合价数值逐渐增大
D 从硅到氯，最低负化合价从－4到－1
2（05全国卷I第9题）下列说法中正确的是
（ A）
A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素 原子的最外层电子数

A．3
B．4
C．5
D．6
[解析] N 电子层为第 4 层，原子轨道类型数即能级类型数，电 子层数＝所含能级数，故 N 电子层含 4 种类型能级，分别为 4s、 4p、4d、4f，则原子轨道类型数为 4。
[答案] B
(1)M 电子层含有的原子轨道类型有哪些？ (2)N 电子层含有的原子轨道数目和最多容纳的电子数各是多 少？ 答案：(1)3s、3p、3d。 (2)原子轨道数为 16(1 个 s 轨道，3 个 p 轨道，5 个 d 轨道，7 个 f 轨道)；最多容纳电子数为 32(最多容纳电子数为“2n2”或 “2×原子轨道数”)。
氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 1．原子结构模型的发展史
2．氢原子光谱 氢原子光谱是□5 ________光谱。
3．玻尔原子结构模型的基本观点 运动 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕□6 _____ 轨迹 运动，并且不辐射能量 在不同轨道上运动的电子具有□7 ______的能量，而且能 能量 量是□8 ______的。轨道能量依 n 值(1，2，3，…)的增大 分布 而□9 ______，n 称为量子数。电子在不同轨道时的能量 状态分为□10 ______和□11 ______ 电子 电子在□12 ____的轨道之间跃迁时，辐射或吸收的能量以 跃迁 光的形式表现出来并被记录下来，就形成了□13 ____
核外电子的运动状态 4．下列说法正确的是( ) A．s 轨道呈球形，p 轨道呈椭圆形 B．科学家们采用统计的方法来确定电子在原子核外某一区域出 现的概率 C．电子云中单位体积内小点的疏密程度表示电子的多少 D．s 原子轨道在空间的分布分别沿 x、y、z 方向
解析：选 B。s 轨道呈球形，p 轨道呈纺锤形，A 项错误；电子 云中单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积 内出现概率的大小，C 项错误；p 原子轨道在空间的分布分别沿 x、y、z 方向，D 项错误。

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n(电子层数)所对应的能级和原子轨道 的情况
量子数n
符号
能级种类 原子轨道
原子轨道 数
n＝1 K
s
1s
1
n＝2 L
p s
2s 2p
1 3
s
3s
1
n＝3 M
p
3p
3
d
3d
5
量子…力…学中单…个…电子的…空…间运动状…态称…为原子轨道.
第
一
学习目标：
节 1.知道核外电子的运动不同于宏观物体
原 子
初步认识原子结构的量子力学模型，能用主量 子数n,角量子数L，磁量子数m，自旋量子数ms
结 描述核外电子的运动状态。
构 2.知道主量子数n,角量子数l，磁量子数m，对
模 应着n电子层中L能级中的原子轨道
型 3.知道电子云是对电子在空间内出现几率大小的
4．s轨道的电子云呈球形，只有一种空间伸展 方向。p轨道的电子云分别相对于x、y、z轴对 称，有三种空间伸展方向。
例2 (2011年山东济南高二质检)如图是2pz轨道 电子云的示意图，请观察图，并判断下列说法中
不正确的是(双选)( )
A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z 轴对称
B．点密集的地方表明电子出现的机会多
C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D．2pz轨道形状为两个椭圆面
2pz轨道电子云示意图
【思路点拨】 由于电子在核外运动没有确定 的轨道和速度，也不能预测某时刻的位置，人 们只能用统计图示的方法来形象地描绘电子在 原子核外空间出现的概率大小，并不是一种真 实的图形。