原子结构模型

课外拓展
为什么氢光谱是线状光谱？
n=4
n=3 n=2 n=1
吸收能量
辐射能量
电子从一个电子 层跃迁到另一个电 子层时，吸收或释 放一定的能量，就 会吸收或释放一定 波长的光， 所以得到线状光谱
贡献
玻尔的核外电子分层排 布的原子结构模型成功 的解释了氢原子光谱是 线状光谱的实验事实。 阐明了原子光谱源于核 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（不连续）的。
（3）电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图 形.
知识小结:
1.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.
2.描述电子运动的量子数是:n、l、m 、ms. 3.n、l、m 、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子数 的关系: 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)
D
例3.下列各电子层，不包含d能级的是（ CD
A.N电子层
）。
B. M电子层 C. L电子层 D. K电子层
例4.下列能级中，轨道数为5的是（ C ）。 A.s能级 B.p能级 C.d能级
例5.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5
第一节 原子结构模型
LXY
2015.06.25
原子结构的量子力学模型 （电子云模型）
第1课时
氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
一、氢原子光谱
（1）光谱定义：人们利用仪器将物质吸收光或发射 光的波长和强度分布记录下来，即得到光谱。
（2）光谱分类：
a.连续光谱(如太阳光)：
各种波长，且波长差别极小不能分辨
m只可以取0，即s能级只有1个轨道。 m可以取0, ±1,即p能级有3个轨道。
n 、 l 、m 定,
原子轨道就确定了.
练习:找出下列条件下原子轨道的数目 A.n=1 1 1s
B. n=2
4
2s 2px 2py 2pz
C. n=3 9
规律： 每层的轨道数=电子层数的平方(n2)
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ms =+1/2(通常用符号↑表示). ms= -1/2 (通常用符号↓表示).
（２）四个量子数
①主量子数n: 描述电子离核的远近． 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,也称能层。 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 :描述原子轨道的形状．
一、氢原子光谱
（1）光谱定义：人们利用仪器将物质吸收光或发射 光的波长和强度分布记录下来，即得到所谓的光谱。
（2）光谱分类：
特定波长、且彼此分离
b.线状光谱
（3）氢原子光谱
连续？线状？
理论推断：
卢瑟福的核式结构模型 经典电磁学
围绕原子核高速运动的电子 会自动释放出连续的能量
连续光谱
实验结果:
实验表明： 氢原子光谱不是连续光谱，而是线状光谱。
巩固练习
1、关于“电子云”的描述中，正确的是D A、一个小黑点表示一个电子
B、一个小黑点代表电子在此出现过一次
C、电子云是带正电的云雾
D、小黑点的疏密表示电子在核外空间单位 体积内出现机会的多少
巩固练习
2、下面关于多电子原子核外电子的运动 规律的叙述正确的是（ AD ） A、核外电子是分层运动的
二、玻尔的原子结构模型
1913年，玻尔在卢瑟福的核式结构模型的基础上提出 核外电子分层排布的原子结构模型 （玻尔理论的三 个假设）。 （1） 原子中的电子在 具有确定半径的圆周轨
道上绕原子核运动，并
且不辐射能量；
（2）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能 量是量子化的(即不连续)，轨道能量依n值（1、2、 3、···）的增大而升高，n称为量子数。 （3）只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一 个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。如果 辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就 形成了光谱。
l取值为:
0，１，２，３… (n-1)．共n个数值．
对应符号为: s， p， d， f…． (1) n和l一起决定原子轨道的能量，称为能级。如： 2s,2p,3p等。 它们的能量相同．
(2)若两个电子的n、 l 相同，表示它们处于同一能级， (3)对于某一电子层n，能级数目 = 对应电子层数n
练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的
这些问题用玻尔的原子模型无法解释．
怎样描述原子中某一个电子的运动状态呢？ 第2课时
量子力学对原子核外电子运动状态的描述
原子核外电子的运动
本节课的关键词:
（1）原子轨道 （2）主量子数 角量子数 磁量子数 n l m
自旋磁量子数 ms
（3）电子云
原子轨道与四个量子数
(1)原子轨道
量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道 . 每个原子轨道可由三个只能取整数的 量子数n、 l 、m共同描述.
符号
A. n=1 1 1s C. n=3 3 3s 3p 3d 规律：每层的能级数目 = B. n=2 2 2s 2p
D. n=4 4
4s 4p
4d 4f
对应的电子层数n
③磁量子数m:决定原子轨道数以及各原子轨道的能量状态。 m可以取0、±1、±2 如l =0, 如l =1, … ±l共(2l +1)个数值.
归纳：量子数和原子轨道的关系 n l m 原子轨道 符号 ms 取值
±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2 ±1/2
取值 符号 取值 符号 取值 1 2 K L 0 s 0
1s
2s 2px 2py 2pz
0
1 0,±1 0 1 0,±1 2
s
p s p
0
0
3s 3px 3py 3pz
3
M
d
±1/2 3d 3d 3d xy yz xz 0, ±1 3dx2-y2 3dz2 ±2
例6.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。 （1）n=2，l = 1 （2）n=4，l = 0 （3）n=5，l = 2
2p 4s 5d
例7.下列几组量子数能够同时存在的是 （ ）。
A
A. 3、2、 2、 -1/2
B. 3、0、-1、+1/2
C. 2、2、 2、 2
D. 1、0、 0、 0
不足
波尔只引入一个量 子数能比较好地 解释了氢原子线状 光谱产生的原因； 但复杂的光谱解释 不了。
原子轨道与四个量子数
原子光谱带来的疑问？
①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线．
②氢原子光谱在n=１到n=２之间谱线实际上是两条靠
得非常近的谱线．
③在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线．
B、所有电子在同一区域里运动
C、能量高的电子在离核近的区域运动 D、能量低的电子在离核近的区域运动
【典题解悟】
例1.在以下轨道中，具有球对称性的是（ ）
A. 1s
B. 2px
C. 2py
D. 2pz
A
例2.能够确定核外电子空间运动状态的量子数 组合为（ ） A. n、l C. n、l、m B. n、l、ms D. n、l、m、ms