《原子結(jié)構(gòu)模型》PPT課件.ppt

《《原子結(jié)構(gòu)模型》PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《原子結(jié)構(gòu)模型》PPT課件.ppt（53頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論是現(xiàn)代化學(xué)的重要組成部分，也是醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、能源科學(xué)、信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)。它揭示了物質(zhì)構(gòu)成的奧秘、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系，有助于人們理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)，為分子設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)。本教材分為三章：原子結(jié)構(gòu)、微粒間的相互作用和物質(zhì)的聚集狀態(tài)與物質(zhì)性質(zhì)。,第一章原子結(jié)構(gòu),第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型,第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表,第三節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì),不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型:,1、公元前400多年前，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認為：把構(gòu)成物質(zhì)的最小單位叫原子。,1-1原子結(jié)構(gòu)模型,2道爾頓實心球模型,1808年英國自然科學(xué)家約翰道爾頓提出了世界上第一個原子的理論模型,提出了原子學(xué)說（哲學(xué)→自然科學(xué)）。,,道爾頓的理論主要有以下三點：①原子都是不能再分的粒子②同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同③原子是微小的實心球體,,按照道爾頓的理論，原子是既不能創(chuàng)造，也不能毀滅，又不能再分割的最最基本的物質(zhì)粒子。那么，放電管中的“射線”是什么呢？湯姆遜用實驗回答說：是電子，并且在各種元素的原子中都有電子。這樣看來，原子就不是不可再分的了！也就是說，原子不是最最基本的物質(zhì)粒子了！,3、1903年湯姆遜在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上提出了原子的“葡萄干布丁模型”。,湯姆遜認為：①電子是平均的分布在整個原子上的，就如同散布在一個均勻的正電荷的海洋之中，它們的負電荷與那些正電荷相互抵消。②在受到激發(fā)時，電子會離開原子，產(chǎn)生陰極射線。湯姆生的學(xué)生盧瑟福完成的α粒子轟擊金箔實驗（散射實驗），否認了葡萄干布丁模型的正確性。,葡萄干布丁模型,盧瑟福原子模型,根據(jù)Α粒子散射實驗原子的“核式模型”,體積很小相對質(zhì)量為4的帶正電粒子,現(xiàn)象：1、大部分α粒子穿過薄的金箔2、極少數(shù)α粒子好象打在堅硬的東西上，完全反彈回來。3、少數(shù)α粒子穿過薄的金箔時，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。,科學(xué)探究,盧瑟福通過實驗推斷出：1、原子大部分是空的。2、中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子——原子核。3、原子的全部正電荷在原子核內(nèi)，且?guī)缀跞抠|(zhì)量均集中在原子核內(nèi)部。帶負電的電子在核空間進行繞核運動。,波爾原子模型,,原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型（電子云模型）,【小結(jié)】人類對原子結(jié)構(gòu)的認識歷史：,德謨克利特：樸素原子觀,道爾頓：原子學(xué)說,,湯姆生：“葡萄干布丁”模型,,盧瑟福：核式原子結(jié)構(gòu)模型,,,玻爾：原子軌道模型,,現(xiàn)代量子力學(xué)模型,一、氫原子光譜和波爾的原子結(jié)構(gòu)模型,[聯(lián)想質(zhì)疑],對于“光”這種物質(zhì)，如陽光、火光、燈光等，你們是熟悉的。但是，你知道有些光是由原子在一定的條件下產(chǎn)生的嗎？原子發(fā)光的基本特點是什么？怎樣用原子結(jié)構(gòu)知識來解釋原子的發(fā)光現(xiàn)象？,1、氫原子光譜,狹義的光：波長400~700nm之間的電磁波；,廣義的光：即電磁波，包括可見光、紅外光、紫外光、X射線等。,[知識支持]P3連續(xù)光譜(continuousspectrum)：,若由光譜儀獲得的光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則所得光譜為連續(xù)光譜。如陽光等。,,,,,[知識支持]教材P3連續(xù)光譜(continuousspectrum)：,線狀光譜(原子光譜)(linespectrum)：,若由光譜儀獲得的光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則所得光譜為連續(xù)光譜。如陽光等。,若由光譜儀獲得的光譜是由具有特定波長的、彼此分立的譜線所組成的，則所得光譜為線狀光譜。如氫原子光譜等。教材P3圖1-1-2,氫原子的線狀光譜,太陽光的連續(xù)光譜,,[質(zhì)疑]根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型和經(jīng)典的電磁學(xué)觀點，圍繞原子核高速運動的電子一定會自動且連續(xù)地輻射能量，其光譜應(yīng)是連續(xù)光譜而不應(yīng)是線狀光譜。那么，氫原子的光譜為什么是線性光譜而不是連續(xù)光譜呢？,2、在盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上提出玻爾(Bohr)的原子結(jié)構(gòu)模型（玻爾理論的三個假設(shè)）。,玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點（P3）,（1）原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量；,（2）不同軌道上運動的電子具有不同能量，而且能量是量子化的，即能量是“一份一份”的,不能連續(xù)變化而只能取某些不連續(xù)的數(shù)值，軌道能量依n值（1、2、3、）的增大而升高，n稱為量子數(shù)。對氫原子而言，電子處在n=1的軌道是能量最低，稱為基態(tài)，能量高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)；,（3）只有當電子從一個軌道（能量為Ei）躍遷到另一個軌道（能量為Ej）時，才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)并被記錄下來，就形成了光譜。（躍遷：教輔P1）,2、電子處于能量最低的狀態(tài)，稱為基態(tài)。電子能量處于高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。,【小結(jié)】,1、玻爾原子結(jié)構(gòu)模型要點：（1）電子在具有能量軌道上運動，不輻射能量；（2）電子的能量是量子化的。（3）電子發(fā)生躍遷時，才會不連續(xù)的輻射或吸收能量。,拓寬應(yīng)用1、依據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)模型基本觀點解釋氫原子光譜是怎樣產(chǎn)生的？為什么會有多條譜線？,參照課本P3——4頁“追根尋源”,電子從一個軌道躍遷到另一軌道時，就要吸收或放出能量，兩個定態(tài)的能量差為?E。如能量以光輻射的形式表現(xiàn)出來，就形成了光譜。,?E=E2-E1=h?(?=c/?),為什么氫光譜是線狀光譜？,,,,,,,,,,,n=4n=3n=2n=1,吸收能量,釋放能量,氫原子從一個電子層躍遷到另一個電子層時，吸收或釋放一定的能量，就會吸收或釋放一定波長的光，所以得到線狀光譜,[身邊的化學(xué)]閱讀教材P4了解“霓虹燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？”,電子在發(fā)生躍遷時輻射或吸收能量是量子化的，對霓虹燈而言，燈管中裝載的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同。,玻爾理論的局限：A.多電子原子光譜B.氫原子的精細光譜,小結(jié):,1、氫原子光譜,連續(xù)光譜,線狀光譜,2、玻爾(Bohr)的原子結(jié)構(gòu)模型（玻爾理論的三個假設(shè)）。,3、解釋、應(yīng)用：追根尋源、身邊的化學(xué)等,,,原子結(jié)構(gòu),二.原子核外電子運動狀態(tài)的描述,宏觀、微觀運動的不同,宏觀物體的運動特征：,可以準確地測出它們在某一時刻所處的位置及運行的速度；可以描畫它們的運動軌跡。,微觀物體的運動特征：,核外電子質(zhì)量小，運動空間小，運動速率大。無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少。,核外電子運動的特征,,,電子的運動特征,特征1：速度極快,特征2：運動空間極小,特征3：,無固定運動軌跡,,測不準,,三“極”一“無”,電子云：原子核外電子運動描述方法,2、只可用統(tǒng)計圖示的方法描繪電子在核外空間出現(xiàn)的概率。,1、核外電子以極高的速度、在極小的空間里做永不停止的運動。不遵循宏觀物體的運動規(guī)律（不能測出在某一時刻的位置、速度，即不能描畫出它的運動軌跡）。,該統(tǒng)計圖示即電子云——好像帶負電荷的云霧籠罩在原子核周圍，人們形象的稱為電子云。小黑點的疏密表示電子在核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn)的機會大小。,核外電子運動狀態(tài)的描述,電子云：描述核外電子運動特征的圖象。電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子,而是表示電子在此空間出現(xiàn)的機率。電子云密度大的地方說明電子出現(xiàn)的機會多，而電子云密度小的地方說明電子出現(xiàn)的機會少。,電子云(P8),S能級的原子軌道,電子云輪廓圖----原子軌道,S能級的原子軌道是球形對稱的.,P能級的原子軌道是紡錘形的,每個P能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以Px,Py,PZ表示.,P能級的原子軌道,P能級的原子軌道,P能級的3個原子軌道Px,Py,PZ合在一起的情形.,d能級的原子軌道有5個.,d能級的原子軌道,原子軌道與火車運行的軌道有何不同?,原子軌道是指一定能級上的電子,在核外空間運動的一個空間區(qū)域.火車的軌道則是火車運行的一個固定路線.,問題討論,,,思考：既然電子的運動沒有固定軌跡，那么我們就是否沒有方法來描述電子的運動呢？,電子云,只是形象地描述了電子在離核距離不同的空間，電子出現(xiàn)的幾率大小不同而已。,,比較粗略,思考：如果一個原子含有多個電子，那么這些電子又如何繞核運動呢？電子在核外的運動狀態(tài)應(yīng)如何描述？（教輔P2－3：知識點二、三）,,1、S、P、d能級分別有多少個軌道，每個軌道上最多能容納幾個電子？其自旋方向怎樣？2、舉例說明洪特規(guī)則：,科學(xué)研究,閱讀課文P12,討論下列問題,Spdf能級分別有2、3、5、7個軌道，每個軌道最多能容納的電子數(shù)為2個，且自旋方向相反。這就是泡利原理當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是首先單獨占一個軌道（即分占不同的軌道），而且自旋方向相同。,,,,,,課堂練習,,用軌道表示式表示出鐵原子的核外電子排布,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑↓,↑,↑,↑,↑,洪特規(guī)則,泡利原理,能量最低原理,,1、從元素周期表中查出銅的外圍電子排布，它是否符合構(gòu)造原理。當一個能級上的電子填充達到全充滿，半充滿或全空時是一種穩(wěn)定狀態(tài)，使得體系的能量較低。這就是洪特規(guī)則的第二條。2、鈉的電子排布式可寫成[Ne]3S1，試問：上式方括號中的符號是什么意思？,思考與交流,通讀本節(jié)《原子結(jié)構(gòu)》課文，歸納本節(jié)知識內(nèi)容，并自出自解一道題。（以上兩項均寫在作業(yè)本上）,作業(yè),