高二選修三化學(xué)第1節(jié)《原子結(jié)構(gòu)模型》02課件 魯科版

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道核外電子的運(yùn)動(dòng)不同于宏觀物體初步認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型 能用主量子數(shù)n 角量子數(shù)L 磁量子數(shù)m 自旋量子數(shù)ms描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2 知道主量子數(shù)n 角量子數(shù)l 磁量子數(shù)m 對(duì)應(yīng)著n電子層中L能級(jí)中的原子軌道3 知道電子云是對(duì)電子在空間內(nèi)出現(xiàn)幾率大小的形象化描述 實(shí)驗(yàn)事實(shí) 原子光譜帶來的疑問 鈉原子光譜在n 3到n 4之間會(huì)產(chǎn)生兩 多 條譜線 氫原子光譜在n 到n 之間譜線實(shí)際上是兩條靠得非常近的譜線 在磁場(chǎng)中所有原子光譜可能會(huì)分裂成多條譜線 這些問題用玻爾的原子模型無法解釋 原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用多個(gè)量子數(shù)來描述 1 原子軌道量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 二 量子力學(xué)模型對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 量子數(shù)n n所表示的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為電子層 也叫能層n取值為正整數(shù) 對(duì)應(yīng)符號(hào)為 描述電子離核的遠(yuǎn)近 及電子層數(shù) 練習(xí) 下列各層電子能量最高的是A M層B K層C N層D L層 符號(hào)為s p d f等 若電子層 能級(jí)相同 則電子的能量相同 練習(xí) 找出下列條件下能級(jí)的數(shù)目 并寫出其能級(jí)的符號(hào)A n 1B n 2C n 3D n 4 11s 22s2p 33s3p3d 44s4p4d4f 規(guī)律 每層的能級(jí)數(shù)值 電子層數(shù) 能級(jí) 量子理論對(duì)鈉原子光譜的解釋 由于鈉原子的n電子層可以分為多個(gè)不同的能級(jí) 所以 當(dāng)鈉原子受激變成激發(fā)態(tài)后 處于n 4的電子層的電子躍遷到n 3的電子層的不同能級(jí)時(shí)形成的光譜含有多條譜線 練習(xí) 找出下列條件下原子軌道的數(shù)目n 1B n 2C n 3 11s 42s2px2py2pz 3s3px3py3pz3dxy3dyz3dxz3dx2 y23dz2 規(guī)律 每層的原子軌道數(shù)為層數(shù)的平方 n2 原子軌道 自旋 描述在能量完全相同時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的特殊狀態(tài) 簡(jiǎn)稱為電子自旋狀態(tài) 處于同軌道上的電子的自旋狀態(tài)只有兩種 分別用 通常用符號(hào) 表示 通常用符號(hào) 表示 注意 自旋并不是 自轉(zhuǎn) 實(shí)際意義更為深遠(yuǎn) 練習(xí) 實(shí)驗(yàn)證明 同一原子中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均不相同 試推斷 每個(gè)原子軌道最多有幾個(gè)電子 每個(gè)電子層最多有多少個(gè)電子 2 量子數(shù)n 電子層數(shù) 所對(duì)應(yīng)的能級(jí)和原子軌道的情況 量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為原子軌道 4 電子云模型 2 原子軌道的圖像描述 電子云的形狀 s軌道的電子云呈球形p軌道的電子云呈紡錘形 1 對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的微觀粒子 人們不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定它的位置和速度 為了形象的表示電子在核外空間的分布狀況常用小黑點(diǎn)的疏密程度來表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小 點(diǎn)密集的地方 表示電子在那里出現(xiàn)的概率大 還可以用顏色的濃淡表示 這種形象地描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形稱為電子云 課堂互動(dòng)講練 特別提醒 1 一般而言 n越大 電子離核的平均距離越遠(yuǎn) 能量越高 2 在同一個(gè)電子層中 可有不同的能級(jí) 3 第n電子層所含的原子軌道總數(shù)為n2 核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)總數(shù)為2n2 下列說法中正確的是 A 一般而言 n越大 電子離核平均距離越遠(yuǎn) 能量越低B 一般n越大 電子層中的能級(jí)數(shù)越多C 對(duì)于確定的n值 其原子軌道數(shù)為2n2個(gè)D 自旋狀態(tài)隨原子軌道的具體情況而確定 解析 隨n值增大 電子離核越來越遠(yuǎn) 但電子能量越來越高 電子層數(shù)越大 其能級(jí)數(shù)越大 如n 1 K層只有s能級(jí) n 2 L層有s p能級(jí) n 3 M層有s p d三個(gè)能級(jí) 一個(gè)電子層上的原子軌道數(shù)為n2 一個(gè)電子有兩種自旋狀態(tài) 向上或向下 一個(gè)電子層容納的最多電子數(shù)為2n2 自旋狀態(tài)與原子軌道無關(guān) 答案 B 變式訓(xùn)練1在基態(tài)多電子原子中 關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是 A 最易失去的電子能量最高B 電子在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所具有的能量是不同的C p軌道電子能量一定高于s軌道電子能量D 在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低 解析 選C 能量越高的電子在離核越遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng) 也就越容易失去 A B正確 同一層即同一能級(jí)中的p軌道電子的能量一定比s軌道電子能量高 但外層s軌道電子能量則比內(nèi)層p軌道電子能量高 C錯(cuò)誤 電子首先進(jìn)入能量最低 離核最近的軌道 D正確 1 電子云圖中的小黑點(diǎn)不代表一個(gè)電子 也不代表電子在某一時(shí)刻在此一定出現(xiàn)過 2 單位體積內(nèi)小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率的大小 點(diǎn)稀疏的地方表示電子在那里出現(xiàn)的概率小 點(diǎn)密集的地方表示電子在那里出現(xiàn)的概率大 3 離核越近 電子出現(xiàn)的概率越大 電子云越密集 如2s軌道的電子云比1s軌道的電子云疏散 4 s軌道的電子云呈球形 只有一種空間伸展方向 p軌道的電子云分別相對(duì)于x y z軸對(duì)稱 有三種空間伸展方向 2011年山東濟(jì)南高二質(zhì)檢 如圖是2pz軌道電子云的示意圖 請(qǐng)觀察圖 并判斷下列說法中不正確的是 雙選 A 2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布是z軸對(duì)稱B 點(diǎn)密集的地方表明電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多C 電子先沿z軸正半軸運(yùn)動(dòng) 然后在負(fù)半軸運(yùn)動(dòng)D 2pz軌道形狀為兩個(gè)橢圓面 2pz軌道電子云示意圖 思路點(diǎn)撥 由于電子在核外運(yùn)動(dòng)沒有確定的軌道和速度 也不能預(yù)測(cè)某時(shí)刻的位置 人們只能用統(tǒng)計(jì)圖示的方法來形象地描繪電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率大小 并不是一種真實(shí)的圖形 解析 電子云是電子在一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)概率大小的圖形 它并不是電子運(yùn)動(dòng)的實(shí)際軌跡 或軌道 故C錯(cuò) 電子云的疏密表示了電子在該區(qū)域出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少 越密集 說明出現(xiàn)機(jī)會(huì)越多 故B對(duì) 觀察該圖可知A對(duì) 該p軌道為紡錘形 或啞鈴形 D錯(cuò) 答案 CD 變式訓(xùn)練2下列說法中不正確的是 A 電子云通常是用小黑點(diǎn)來表示電子的多少B 能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng) 能量低的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)C 處于最低能量的原子叫基態(tài)原子D 電子云表示電子在核外空間出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少 知識(shí)小結(jié) 1 原子軌道 量子力學(xué)中單個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2 每層的能級(jí)數(shù) 電子層數(shù) n 每層的軌道數(shù) 電子層數(shù)的平方 n2 每層最多容納的電子數(shù)為 2 電子層數(shù)的平方 2n2 電子云 描述電子在核外空間出現(xiàn)概率大小的圖形s軌道的電子云呈球形 p軌道的電子云呈紡錘形 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全