1、學習目標學習目標 1 1了解氫原子光譜的特點，進一步認了解氫原子光譜的特點，進一步認識盧瑟福和玻爾的原子結構模型。識盧瑟福和玻爾的原子結構模型。 2 2了解原子核外電子的運動狀態。了解原子核外電子的運動狀態。 3 3了解原子軌道和電子云的含義。了解原子軌道和電子云的含義。第一節第一節 原子結構模型原子結構模型宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸宇宙大爆炸 19321932年勒梅特首次提出了現代宇宙大爆年勒梅特首次提出了現代宇宙大爆炸理論：整個宇宙最初聚集在一個炸理論：整個宇宙最初聚集在一個“原始原原始原子子”中，后來發生了大爆炸，碎片向四面八中，后來發生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了我們的宇宙

2、。大爆炸后兩小方散開，形成了我們的宇宙。大爆炸后兩小時，誕生了大量的時，誕生了大量的H H、少量的、少量的HeHe及極少量的及極少量的LiLi，然后經過長或短的發展過程，以上元素發生然后經過長或短的發展過程，以上元素發生原子核的熔合反應，分期分批的合成了其它原子核的熔合反應，分期分批的合成了其它元素。元素。宇宙大爆炸宇宙大爆炸德謨克利特：樸素原子觀德謨克利特：樸素原子觀道爾頓：原子學說道爾頓：原子學說湯姆生：湯姆生：“葡萄干面包式葡萄干面包式” 模模型型盧瑟福盧瑟福：帶核原子結構模型：帶核原子結構模型玻爾玻爾：原子軌道模型：原子軌道模型現代量子力學模型現代量子力學模型1803190419111

3、91319261 1。人類認識原子結構的歷史。人類認識原子結構的歷史質子數質子數原原子子XAZ原子核原子核核外電子（核外電子（）質子（質子（+）中子中子Z個個（AZ）個）個Z個個原子是電中性的！原子是電中性的！+ +質子數質子數=核外電子數核外電子數=核電荷數核電荷數=原子序數原子序數）質量數（質量數（A）質子數（質子數（Z）中子數（中子數（N=質量數質量數2 2。我們所認識的原子結構。我們所認識的原子結構原子原子離子離子陽離子陽離子陰離子陰離子失電子失電子得電子得電子核外電子的排布核外電子的排布 電子層：電子層： K L M N O P Q離核遠近：近離核遠近：近 遠遠 能量高低：低能量高低

4、：低 高高1234567KLMNOPQ分層排布分層排布核外電子核外電子排布規律：排布規律：（1 1）能量最低原理：）能量最低原理：電子先排布在能量較電子先排布在能量較低的電子層上。低的電子層上。（2）每層每層2n2n2 2個。個。最外層最外層 8 8個（個（K K層時層時2 2個），如果最個），如果最外層為外層為8 8個（個（K K層為層為2 2個）就達到了飽個）就達到了飽和穩定結構。和穩定結構。次外層次外層 1818個，倒數第三層個，倒數第三層 3232（2 2）各層最多容納）各層最多容納2n2n2 2 個電子個電子（3 3）最外層不超過）最外層不超過8 8個（個（K K層層2 2個）個）（

5、4 4）次外層不超過）次外層不超過1818個，倒數第個，倒數第 三層不超過三層不超過3232個。個。相互制約，相互聯系相互制約，相互聯系排布規律（排布規律（一低四不超一低四不超）（1 1）能量最低原理）能量最低原理原子結構示意圖：原子結構示意圖：鎂原子鎂原子（Mg )原子核原子核質子數質子數電子層電子層該層上的電子數該層上的電子數第一層第一層 倒數第一層倒數第一層 最外層最外層 次外層次外層電子層數為電子層數為_層。層。3核電荷數為核電荷數為1 11818的元素的原子結構示意圖的元素的原子結構示意圖金屬元素金屬元素非金屬元素非金屬元素稀有氣體元素稀有氣體元素最外層電子數最外層電子數一般少于一般

6、少于4 4個個最外層電子數最外層電子數一般多于一般多于4 4個個最外層電子數最外層電子數已達到最多（已達到最多（2 2個或個或8 8個）個）一、氫原子光譜和玻爾的原子結構模型一、氫原子光譜和玻爾的原子結構模型1、氫原子光譜、氫原子光譜2、玻爾的原子結構模型、玻爾的原子結構模型（1）基本觀點）基本觀點（2）解決的實驗問題）解決的實驗問題聯想聯想質疑質疑波爾只引波爾只引入入一個一個量子數量子數n,能比能比較好地解釋了氫原子較好地解釋了氫原子線狀光譜產生的原因；線狀光譜產生的原因；但但復雜的光譜復雜的光譜解釋不解釋不了。了。在鈉原子中n=4n=3 電子躍遷電子躍遷在氫原子中n=2n=1 電子躍遷電子

7、躍遷也得到兩條靠得很近的譜線實驗事實實驗事實: 原子軌道與四個量子數原子軌道與四個量子數（）原子光譜帶來的疑問？（）原子光譜帶來的疑問？鈉原子光譜在鈉原子光譜在n=3到到n=4之間會產生兩之間會產生兩(多多)條譜線條譜線氫原子光譜在氫原子光譜在n=到到n=之間譜線實際上是兩條靠之間譜線實際上是兩條靠得非常近的譜線得非常近的譜線在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線在磁場中所有原子光譜可能會分裂成多條譜線這些問題用玻爾的原子模型這些問題用玻爾的原子模型無法解釋無法解釋 原子中電子的運動狀態應用多個量子數來描述原子中電子的運動狀態應用多個量子數來描述量子力學中單個電子的空間運動狀態稱為原子軌道量

8、子力學中單個電子的空間運動狀態稱為原子軌道.（1）電子分層排布的依據是什么？）電子分層排布的依據是什么？（2）在多電子原子中，每一層上的電子）在多電子原子中，每一層上的電子能量一樣嗎？運動區域的形狀一樣嗎？能量一樣嗎？運動區域的形狀一樣嗎？（3）為什么每個電子層所能容納的電子）為什么每個電子層所能容納的電子數最多為數最多為2n2（n為電子層數）？為電子層數）？ （一）電子層（又稱能層）（一）電子層（又稱能層）：分層依據：能量的較大差別；：分層依據：能量的較大差別； 電子運動的主要區域或離核遠近的不同電子運動的主要區域或離核遠近的不同。二、量子力學對原子核外電子的運動狀態的二、量子力學對原子核外

9、電子的運動狀態的描述描述電子層序數電子層序數（n）1234567符號符號KLMNOPQ 離核越來越遠，能量越來越高離核越來越遠，能量越來越高同一電子層內，電子能量也并非完全相同。同一電子層內，電子能量也并非完全相同。2、能級、能級電子亞層電子亞層K層：只有層：只有1個能級個能級1sL層：有層：有2個能級個能級2s、2pM層：有層：有3個能級個能級3s、3p、3dN層：有層：有4個能級個能級4s、4p、4d、4f（1）劃分標準：）劃分標準：能層中的電子能量并不完全相同，還可能層中的電子能量并不完全相同，還可以分成不同的能級以分成不同的能級（2）能級的表示：能級的表示：s 、p 、d 、f、（3）

10、 各能層所含能級各能層所含能級規律規律: 1、每層的能級數值、每層的能級數值=電子層數電子層數 2、 能量高低規律：能量高低規律：nsnpndnf 1s2s3s4s 即在原子核外一定能層的能級上，具有一定即在原子核外一定能層的能級上，具有一定形狀和伸展方向的電子所占據的空間。形狀和伸展方向的電子所占據的空間。3、原子軌道形狀及伸展方向、原子軌道形狀及伸展方向（2）各能級原子軌道形狀及伸展方向）各能級原子軌道形狀及伸展方向：S S原子軌道原子軌道S S原子軌道是球形對稱的原子軌道是球形對稱的.P P原子軌道是紡錘形的原子軌道是紡錘形的 （也有把它叫（也有把它叫啞鈴型），每個啞鈴型），每個P P能

11、級有能級有3 3個原子軌道個原子軌道, ,它們相互垂直它們相互垂直, ,分別以分別以P P x x,P ,Py y,P ,PZ Z表示表示. . xyzxyzxyzP P原子軌道原子軌道P P能能級級的的原原子子軌軌道道 P P能級的能級的3 3個原子軌道個原子軌道P P x x,P ,Py y,P ,PZ Z合在一起的情形合在一起的情形. . d d能級的原子軌道有能級的原子軌道有5 5個個. .d d能能級級的的原原子子軌軌道道練習練習:找出下列條件下原子軌道的數目找出下列條件下原子軌道的數目A.n=1 B. n=2C. n=31 1s4 2s 2px 2py 2pz9 3s 3px 3p

12、y 3pz 4 4、電子自旋、電子自旋： 原子核外電子還有一種稱為原子核外電子還有一種稱為“自旋自旋”的運動。的運動。原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態，通常原子核外電子的自旋可以有兩種不同的狀態，通常人們用向上箭頭人們用向上箭頭“”和向下箭頭和向下箭頭“”來表示這來表示這兩種不同的自旋狀態。當然，兩種不同的自旋狀態。當然，“電子自旋電子自旋”并非真并非真像地球繞軸自旋一樣，它只是代表電子的兩種不同像地球繞軸自旋一樣，它只是代表電子的兩種不同狀態。狀態。練習練習:實驗證明實驗證明,同一原子中電子的運動狀態均不相同一原子中電子的運動狀態均不相同同.試推斷試推斷: 每個原子軌道最多有幾個電子每

13、個原子軌道最多有幾個電子? 每個電子層最多有多少個電子每個電子層最多有多少個電子?鈉原子核外電子運動狀態有幾種？氯離子核外電子鈉原子核外電子運動狀態有幾種？氯離子核外電子運動狀態有幾種？運動狀態有幾種？宏觀物體宏觀物體微觀粒子微觀粒子質量質量很大很大很小很小速度速度較小較小很大（接近光很大（接近光速）速）位移位移可測可測位移、能量位移、能量不可同時測定不可同時測定能量能量可測可測軌跡軌跡可描述可描述（畫圖或函數描述）（畫圖或函數描述）不可確定不可確定宏觀、微觀運動的不同宏觀、微觀運動的不同5、電子云電子云電子云電子云電子在核外空間一定范圍內出現電子在核外空間一定范圍內出現的機會的大小，好像帶負

14、電荷的云霧籠罩在的機會的大小，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。原子核周圍，人們形象的稱為電子云。 可用統計（圖示）的方法研究電子在核外可用統計（圖示）的方法研究電子在核外出現的概率。出現的概率。電子云：描述電子在核外單位體積內出現概率大電子云：描述電子在核外單位體積內出現概率大小的圖形。小的圖形。電子云中的小點：電子云中的小點： 并不是表示原子核外的一個電子并不是表示原子核外的一個電子, ,而是表示而是表示電子電子在此空間出現的機率在此空間出現的機率。 電子云電子云密度大密度大的地方說明的地方說明電子出現的機會電子出現的機會多多，而電子云，而電子云密度小密度小的地方說

15、明的地方說明電子出現的機電子出現的機會少會少。1 1、關于、關于“電子云電子云”的描述中，正確的是的描述中，正確的是 A A、一個小黑點表示一個電子、一個小黑點表示一個電子B B、一個小黑點代表電子在此出現過一次、一個小黑點代表電子在此出現過一次C C、電子云是帶正電的云霧、電子云是帶正電的云霧D D、小黑點的疏密表示電子在核外空間單位、小黑點的疏密表示電子在核外空間單位體積內出現機會的多少體積內出現機會的多少D D鞏固練習 核外電子的運動狀態n1234n電子層電子層第一第一第二第二第三第三第四第四軌道軌道1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f軌道數軌道數1條條4條條9條條16條

16、條n2可容納可容納電子數電子數2818322n2原子軌道能量高低規律：原子軌道能量高低規律：nsnpndnf 1s2s3s4s 2px=2py=2pz小結：小結： 核外電子的運動狀態小結：小結：電子層n原子軌道或電子云形狀原子軌道或電子云形狀原子軌道或電子云在空間的伸展方向原子軌道或電子云在空間的伸展方向電子的自旋狀態（或自旋方向）電子的自旋狀態（或自旋方向）描述核外電子運動狀態的參數描述核外電子運動狀態的參數C、同是、同是s軌道，在不同的能層中所能容納的最多電子數是不軌道，在不同的能層中所能容納的最多電子數是不相同的相同的1、下列關于電子層與原子軌道類型的說法中不正、下列關于電子層與原子軌道類型的說法中不正確的是確的是 ( ) A、原子核外電子的每一個電子層最多可容納的電子數為、原子核外電子的每一個電子層最多可容納的電子數為2n2B、任一電子層的原子軌道總是從、任一電子層的原子軌道總是從s軌道開始，而且原子軌道開始，而且原子軌道類型數目等于該電子層序數軌道類型數目等于該電子層序數D、1個原子軌道里最多只能容納個原子軌道里最多只能容納2個電子個電子2、下列有關電子云和原子軌道的說法正確