原子结构与原子核外电子能级分布
考点聚焦
1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。
2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式
3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法
4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱
知识梳理
一、能层与能级
对多电子原子的核外电子，按
将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。
完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数
能 层(n) 一 二 三 四 五 六 七
符 号 K L N O P
Q
能 级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 5s … ……
最
多
电 子 数 2 2 6 2 … ……
2 18 32 …… 2n2
由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为 。
②能级类型的种类数与 数相对应
③s p d f 能级所含轨道数分别为 ，与能级所在能层无关。
二、电子云与原子轨道
1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示 。
2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道呈 对称， ns能级各有 个原子轨道；p电子的原子轨道呈 ，np能级各有 个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有 个原子轨道；nf能级各有 个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。
二、原子的能级 电子云
课型：新课 时间：2011.12 编制：张建才 帅宏斌. 审核：
【学习目标】(1) 了解玻尔关于轨道量子化的概念 (2) 理解能级的概念 (3)理解原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系 （4）知道什么是电子云
【学习重点】理解原子发射与吸收光子的频率与能级差的关系
【学习难点】辐射与吸收公式的应用
【问题导学】
阅读课本第二册P173——P174回答下列问题：
1、1913年，丹麦物理学家 突破了经典物理学的局限，提出了他的原子理论其主要内容为：1.原子只能处于一系列 的能量状态，在每个状态中，原子的能量值都是确定的，这些能量值叫做 。2.原子可以从一个能级 到另一个能级。原子在由高能级向低能级跃迁时， 一个光子；在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由 跃迁。
2、在通常情况下，原子处于最低的能级，这时原子的状态叫 。从基态跃迁到较高的能级，这时原子的状态叫做 。
3、原子在跃迁时吸收或辐射的能量都不会是任意的，这个能量等于原子跃迁时始、末两个能级间的 ，可以写出以下的关系式： 。
4、原子中电子在各处出现的概率可以用 的图示来形象的描述，因此我们常把这样的概率分布图称做 。
【巩固练习】
1. 一群氢原子处于n=4的激发态，它们可能发出的谱线( )
A.只有1条
B.只有3条
C.可以有6条
D.可以有无数条
2. 有一群处于n=4的激发态的氢原子，当它最终回到n=1的基态过程中，求：（1）可能放出几种频率的光？（2）其中光子的最低频率是多少？
第 1 页 共 2 页 原子结构 光谱和能级跃迁
1．电子的发现
英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”．
2．原子的核式结构
(1)1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．
图1
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示．
(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．
3．氢原子光谱
(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．
(2)光谱分类
(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)．
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．
4．氢原子的能级结构、能级公式
(1)玻尔理论
①定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．
②跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
③轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连 第 2 页 共 2 页 续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．
(2)能级和半径公式：
①能级公式：En＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.
高中物理复习：原子核式结构、玻尔理论、能级
1．原子核式结构学说是根据下列哪个实验或现象提出来的( )
A．光电效应实验 B．氢原子光谱实验
C．α粒子散射实验 D．天然放射现象
2．卢瑟福α粒子散射实验的结果证明了( )
A．质子的存在 B．原子核是由质子和中子组成的
C．电子只能在某些轨道上运动
D．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上
3．关于α粒子散射实验的装置，下列说法正确的是( )
A．全部设备都放在没有尘埃的洁净的空气中
B．荧光屏和显微镜能围绕金箔在一个圆周上转动
C．若将金箔改为银箔，就不能发生散射现象
D．金箔的厚度不会影响实验结果
4. 在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪种情况( )
A．动能最小 B．势能最小
C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小
D．α粒子所受金原子核的斥力最大
5．氢原子光谱在可见光部分有四条谱线，一条红色，一条蓝色，两条紫色，它们分别是从n=3，4，5，6能级向n=2能级跃迁时产生的，则（）
A．红色光谱是氢原子从n=6能级向n=2向级跃迁时产生的
B．蓝色光谱是氢原子从n=6能级或n=5能级向n=2能级跃迁时产生的
C．从n=6能级向n=1能级跃迁时将产生紫外线 D．若原子从n=6能级向n=2能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则原子从n=6能级向n=2能级跃迁时将可能使该金属发生光电效应
6．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为 的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为 的光子。若 ，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将________光子，光子的波长为________。
7．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是（）
A．第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm: rn=m2:n2
