下载文档原格式
编号：01第1节原子结构模型（第1课时学案）2010年2月19日班级__________ 姓名__________【学习目标】（1）了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。
（2）知道原子光谱产生的原因。
（3）能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
【学案导学过程】一、原子结构理论发展史：1803年提出原子是一个“实心球体”建立原子学说的是英国化学家__ ；1903年汤姆逊在发现电子的基础上提出原子结构的“”模型，1911年英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的模型；1913年丹麦科学家玻尔提出的原子结构模型；建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。
二、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型1、氢原子光谱知识支持：光谱是研究原子结构的重要方法光谱：。
连续光谱：。
线状光谱：。
利用上述知识回答下列问题：①图1 是连续光谱还是线状光谱？为什么？②图2是氢原子光谱，是连续光谱还是线状光谱？为什么？③你能用以上原子结构模型解释吗？2、玻尔原子结构模型的基本观点（1）原子中的电子在具有________的圆周轨道上绕原子核运动，并且______能量。
（2）在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E)，而且能量是_________的，即能量是“一份一份”的。
轨道能量依n值（1，2，3，……）的增大而___________。
①基态：最低能量状态。
处于最低能量状态的原子称为基态原子。
②激发态：能量高于基态的状态。
处于激发态的原子称为激发态原子。
（3）只有当电子从一个轨道(能量为E i)跃迁到另一个轨道时，才会_______或______能量。
如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来，就形成了______________。
该理论重大贡献在于指出了原子光谱源自____________在能量不同的________之间的跃迁，而电子所的处轨道的能量是_________的。
利用上述知识回答下列问题：①玻尔理论是假设吗？②原子中的电子有确定的轨道吗？③你是如何理解“电子具有的能量是量子化的”？量子化的条件的内涵是什么？④n值不同能量不同，E1,E2,E3,有怎样的关系？④何为基态原子？激发态原子？⑤电子跃迁时伴随能量变化吗？⑥试用玻尔理论解释氢原子光谱是线状光谱？。
第一节原子结构模型一．课标解读：1．认识原子核的结构，懂得质量数和的含义，掌握构成原子的微粒间的关系，知道元素、核素、同位素的涵义。
3．掌握原子核外电子排布的基本规律，能画出1~18号元素的原子结构示意图。
4．了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系；掌握常见元素的电子排布式。
5．了解原子结构模型的发展历史了解氢原子光谱和玻尔的结构模型了解原子“基态”、“激发态”的概念。
6．了解原子核外电子的运动特征及四个量子数的具体含义，能用四个量子数描述原子核外电子的运动状态。
7．了解s,p,d轨道电子云的不同。
二．知识点精讲（知识再现）1．原子的构成：2．原子中有关量的关系：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数离子电荷数=质子数—核外电子数质量数（A）=质子数(Z)+中子数(N)质子数(Z)=离子的核外电子数+离子的电荷数（阳离子为正，阴离子为负）3．同位素：4．相对原子质量=元素的一个原子的质量/1个12C原子的质量×1/125．几种特殊粒子的结构特点：⑴离子的电子层排布：主族元素阳离子跟上一周期稀有气体的电子层排布相同；阴离子跟同一周期稀有气体的电子排布相同，如O2-、F-与Ne相同⑵等电子粒子（注意主要元素在周期表中的相对位置）①10电子粒子：CH4、N3-、NH2-、NH3、NH4+、O2-、OH-、H2O、H3O+、F-、HF、Ne、Na+、Mg2+、Al3+等②18电子粒子：SiH4、P3-、PH3、S2-、HS-、H2S、Cl-、HCl、Ar、K+、Ca2+、等(F2、H2O2、C2H6、CH3OH)③核外电子总数及质子总数均相同的阳离子有：Na+、NH4+、H3O+等；阴离子有：F-、OH-、NH2-、HS-、Cl-等。
6．氢原子光谱：广义上讲光即，可见光的真空波长在之间。
可见光的视觉颜色不同，根本原因是。
氢气在高压分解为原子后得到的光谱特点是，这种光谱是，原子光谱即为；而阳光形成光谱为，这种光谱特点是。
第1节原子结构模型一、原子结构模型的提出1、道尔顿原子模型（1803年）：原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
2、汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
（“葡萄干布丁模型”）3、卢瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
（“卢瑟福核式模型”）4、玻尔原子模型（1913年）：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
（“玻尔电子分层排布模型”）5、电子云模型（1927年~1935年）：现代物质结构学说。
（“量子力学模型”）【例1】下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是（）①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型A、①③②⑤④B、④②③①⑤C、④②⑤①③D、④⑤②①③二、原子光谱和波尔的原子结构模型1、原子光谱：光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一，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电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
（1）通常所说的光是指人的视觉所能感觉到的在真空中波长介于400~700nm之间的电磁波。
不同波长的光在人的视觉中表现出不同的颜色，按波长由长到短依次为红橙黄绿青蓝紫。
实际上，广义的光即电磁波，除了可见光外，还包括红外光、紫外光、X射线等。
（2）人们在真空放电管内充入低压氢气，并在放电管两端的电极间加上高压电时，氢气会放电发光，利用三棱镜可观察到不连续的线状光谱。
（3）光谱分为连续光谱和线状光谱，氢原子光谱为线状光谱。
线状光谱：具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱（图1-1）锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱图1-1连续光谱：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所得的光谱，如阳光形成的光谱。
第1节原子结构模型【自学目标】1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态；2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子，并了解其应用。
3．了解原子吸收和发射光谱分析。
知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律。
4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。
讨论模型方法在探索原子结构中的应用。
5. 知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。
【自学助手】1、原子结构理论发展史：1803年提出原子是一个“实心球体”的是英国化学家，1903年汤姆逊提出原子结构的“”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。
2．光谱分为和，氢原子光谱为。
为了解释原子的稳定性和的实验事实，丹麦科学家波尔在原子模型的基础上提出了的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁，而电子所处的的能量是。
3.核外电子的运动状态是由四个量子数决定的。
其中，主量子数n的取值为…，对应的符号为…，n越大，表明电子离核的平均距离、能量，因此将n值所表示的电子运动状态称为。
在多电子原子中，角量子数l与一起决定着原子轨道的能量，若两个电子所取的n、l值均相同，就表明这两个电子具有。
对于确定的n值，l的取值共个，分别是…，对应的符号为…，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不同的（也称亚层）。
对每一个确定的l，m值可取，…，共个值；处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有种，分别用来表示。
一旦确定了n、l和m，就确定了即原子轨道，再加上，即可完整描述原子中的电子运动状态。
4. 4p轨道的主量子数为，角量子数为，该亚层的轨道最多可以有种空间取向，最多可容纳个电子。
【思维点拨】【例题1】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【解答】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【例题2】下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？(1) s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形。
(2) 主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。
(3) 主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。
【解答】本题是涉及电子云及量子数的概念题。
必须从基本概念出发，判断正误。
(1)不正确，因为电子运动并无固定轨道。
应改为：s电子在核外运动电子云图像或概率分布呈球型对称，其剖面图是个圆。
而p电子云图或概率分布呈哑铃型，其剖面图是∞形。
(2)不正确，因为n＝1，l＝0，m＝0，只有一个1s原子轨道。
应改为主量子数为1时，在1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。
(3)不正确，因为n＝3时，l只能取0、1、2，所以没有3f。
另外3s、3p、3d的电子云形状不同，3p还有m＝0、±1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有m＝0、±1、±2五种空间取向，有5个原子轨道。
因此应改为：主量子数为3时，有9个原子轨道。
【自我检测】1．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2．下列关于电子云的说法不正确的是( )A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念;B. 电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度C. 电子云有多种图形,黑点图只是其中一种;D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动,故称为电子云.3．描述一确定的原子轨道（即一个空间运动状态），需用以下参数（）A. n、lB. n、l、mC. n、l、m、m sD. 只需n4．n＝4时，m的最大取值为（）A. 4B. ±4C. 3D. 05．原子中电子的描述不可能的量子数组合是（）A. 1，0，0，21+B. 3，1，1，21- C. 2，2，0，21- D. 4，3，－3，21- 6．多电子原子中，在主量子数为n ，角量子数为l 的能级上，原子轨道数为（ ） A. 2l ＋1 B. n －1 C. n －l ＋1 D. 2l －1 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;B. 对顶双球;C. 极大值在X.Y .Z 轴上的纺锤形;D. 互相垂直的梅花瓣形.9．首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是（ ）A. 道尔顿B. 爱因斯坦C. 玻尔D. 普朗克10．在多电子原子中，具有自下列各组量子数的电子中能量最高的是 （ ）A ．3，2，＋1，21+B ．2，1，＋1，21- C ．3，1，0，21- D ．3，1，－1，21- 11．3d 能级中原子轨道的主量子数为 ，角量子数为 ，该能级的原子轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。
12．写出具有下列指定量子数的原子轨道符号：⑴ n ＝2，l ＝1 ；⑵ n ＝3，l ＝0 ； ⑶ n ＝5，l ＝2 ；⑷ n ＝4，l ＝3 。
探索提高13．原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的? （ ） A. n ＝3，l ＝1，m ＝－1 B. n ＝3，l ＝1，m ＝2 C. n ＝2，l ＝2，m ＝－1 D. n ＝6，l ＝0，m ＝0 14．关于下列对四个量子数的说法正确的是( )A. 电子的自旋量子数是½,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道C. 角量子数l 的可能取值是从0到n 的正整数D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n 和角量子数l 15．2p 轨道的磁量子数可能有（ ）A. 1，2B. 0，1，2C. 1，2，3D. 0，＋1，－116． 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. 形状C. 能量D. 所填充的电子数目17．假定有下列电子的各组量子数，其中n正确，请指出哪几组不能存在，为什么？18．当n＝4时，l的可能值是多少? 轨道的总数是多少？最多容纳的电子数是多少？第1节原子结构模型1. B2. D3. B4. C5. C6. A7. D8. C9. C 10. A 11. 3；2；5；1012. ⑴2p；⑵3s；⑶5d；⑷4f 13. AD 14. D 15. D 16．D17. 第A组不存在，对于确定的n值，l可取0～(n-1)，当n＝1时，l只能等于0；第B组不存在，因为对于每一个确定的n、l值，m可取0，±1，±2，…±l，该组中l＝1，所以，m只能取0，±1；第C组存在；第D组存在；第E组不存在，对于确定的n值，l可取0～(n－1)，不可取负数；第F组不存在，因为自旋量子数m s只能取±1/2两个值。
18.当n＝4时，l的可能值是0，1，2，3轨道总数：共有16条轨道。
电子总数：32第2节原子结构与元素周期表【自学目标】1．了解原子核外电子的能级分布。
2．能用电子排布式表示常见元素（1-36号）原子核外电子的排布。
3．理解核外电子排布与周期、族的划分与周期表的分区。
4．认识原子半径的周期性变化。
【自学助手】1．基态原子核外电子排布要遵循的三个原则是、、。
2．基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序是1s，，，3s，，，3d，，，，5p，，，5d，，，5f，6d，7p，┉。
3．角量子数l相同的能级，其能量次序由主量子数n决定，n值越，其能量越。
如E2p E3p E4p E5p。
主量子数n相同，角量子数不同的能级，其能量随l 的增大而，即发生“能级分裂”现象。
如E4s E4p E4d E4f。
主量子数和角量子数同时变化时，情况较复杂。
如E4s E3d E4p,这种现象称为“能级交错”。
4．洪特规则的特例：能级相同的原子轨道中，电子处于、或状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
5．在原子中，每个电子层最多容纳电子的数目是个，每个能级最多容纳电子的数目是个。
6．价电子指的是，元素的化学性质与的性质和数目密切相关。
基态铁原子的价电子排布为。
7、熟练写出元素周期表中前36号元素的名称、元素符号和用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布。
填表8．一个能级组最多所容纳的电子数等于，1-6周期所包含的元素种数分别是，第7周期为不完全周期。
周期与有关，即周期数＝。
9．族的划分与原子的和密切相关，同族元素的价电子数目。
10．同周期中，除稀有气体元素外，随着原子序数的增大，元素的原子半径，原因是增加电子产生的小于核电荷数增加导致。
11．同主族元素，随着原子序数的逐渐增大，原子半径，因为电子层的增加，使核电荷数增加对电子所施加的影响处于次要地位，占了主要地位。
12．同一周期的过渡元素，自左到右原子半径的减小幅度越来越小，因为增加的电子都分布在内层d轨道上，它对与大致相当，使的变化幅度不大。
【思维点拨】【例题1】某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n＝3，l＝2，m＝2，m s＝+1/2。
试回答：（1）写出该元素原子核外电子排布式。
（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价。
【解答】本题关键是根据量子数推出价电子排布，由此即可写出核外电子排布式及回答问题。
由一个价电子的量子数可知，该电子为3d电子，则其它两个电子必为4s电子（因为E3d＜E4s＝, 所以价电子排布为3d14s2，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2。
从而知原子序数为21 ，处于周期表中的d区第4周期ⅢB族，是金属元素，最高正价为＋3。
【例题2】现有A、B、C、D四种元素，A是第5周期ⅠA族元素，B是第3周期元素。
B、C、D的价电子分别为2、2和7个。
四种元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。
