1、授課章節(jié)第十章原子結(jié)構(gòu)授課對象學時4時間授課地點教材見首頁教學 目的 要求掌握描述核外電子運動特征的四個量子數(shù)。掌握多原子軌道的原子能級圖和基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律。熟悉核外電子運動的特殊性。熟悉波函數(shù)原子軌道電子云。了解原子軌道的角度分布圖和電子云的角度分布圖。了解元素周期表的分區(qū)及元素性質(zhì)的表化規(guī)律，人體的必需元素和非必需元素。教學 重點 難點重點：1.描述核外電子運動特征的四個量子數(shù)2. 多原子軌道的原子能級圖和基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律 難點：核外電子運動的微觀特征與宏觀物體運動的區(qū)別教學 方法講述教具ppt 課件授課 提綱一、核外電子運動狀態(tài)及特性.核外電子運動的量子化特征.核外電子運

2、動的波粒二象性.薛定諤方程 電子運動的波動方程式二 、原子軌道與量子數(shù).波函數(shù)與原子軌道. 量子數(shù)與原子軌道(quantum number)、 多電子原子的原子結(jié)構(gòu)(電子組態(tài)).多電子原子與氫原子結(jié)構(gòu)的異同.鮑林多電子原子能級和徐光憲公式.核外電子排布的規(guī)律、元素周期表與元素周期律.元素周期表.元素周期律教學要內(nèi)容備注教學要內(nèi)容備注第一次課首先由微觀物體的運動狀態(tài)與宏觀物體的不同，導入新課-核外電子運動狀態(tài)及特性，然后重點講述量子數(shù)，并以課堂 練習鞏固之。導入新課（5分鐘 ）第一節(jié)核外電子運動狀態(tài)及特性一、核外電子運動的量子化特征核電荷數(shù)（Z） =核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)原子量 （A）

3、= 質(zhì)量數(shù) = 質(zhì)子 數(shù)（Z） +中子數(shù)（N）1、光譜、氫原子光譜2. 氫原子光譜的意義建立了核外電子運動的近代理論，克服經(jīng)典電磁理論缺點。按經(jīng)典電磁理論“行星系式”原子模型：原子核好比是太陽，電子好比是繞太陽運動的行星，電子繞核高速運動。繞核運動的電子應該不停地連續(xù)地輻射，得到連續(xù)光譜。電子能量不斷減少，電子運動軌道的半徑也將不斷減少，最終，電子墮入核內(nèi)，“原子毀滅”。3. Bohr理論量子化定態(tài)規(guī)則：電子只能在某些符合量子化條件的軌道上運動，且在一定的軌道上運動的電子具有一定的能量E（量子化分立數(shù)值）:電子在這些軌道上運動既不放出能量也不吸收能量另外，按照時間順序 簡述原子結(jié)構(gòu) 發(fā)展簡史，

4、介紹著名科學家對 原子結(jié)構(gòu)的貢 獻，揭示人類認識規(guī)律，總結(jié)科 學發(fā)展道路。激發(fā)學生認知欲 望。（25分鐘）EnZ2182 2.18 10 18 J n二、核外電子運動的波粒二象性德布羅意預言：1.內(nèi)容：微觀粒子有波粒二象性De Broglie LV關系式：能量E光子=h 動量 p = h /E光子, p 微粒性意義：把微觀粒子的粒子性p（m 、 v）和波動性 統(tǒng)一起來. 電子的波動性的證實衍射實驗.測不準原理（uncertainty principle）內(nèi)容：微觀粒子，無法同時準確測定它的運動坐標和動量關系式：x px h/4教學主要內(nèi)容備 注教學主要內(nèi)容備 注意義：電子這樣具有波動性的粒子，

5、不能像玻爾理論提出的有明確的運動軌道；且研究微觀粒子運動狀態(tài)必須用統(tǒng)計學方法量子力學方法。三、薛定諤方程 電子運動的波動方程式. 微觀粒子運動的研究方法 統(tǒng)計學(量子力學)方法統(tǒng)計性規(guī)律：大量偶然事件中得出必然規(guī)律概率：統(tǒng)計規(guī)律中，某種情況出現(xiàn)的機會或可能性大小。概率密度(probability density) ：電子在核外空間單位微體積中出現(xiàn)的概率。概率密度=概率 /dV.薛定諤方程(Schr?dinger s equation)2228 2mx2y2z2 h2 (E V) 0 (x,y,z)或 (r, , )波函數(shù) (wave function)，是這個方程的解。特性： 不是簡單的數(shù)值，

6、是空間坐標的函數(shù)，電子在不同空間位置 不同。第二節(jié)原子軌道與量子數(shù)一、波函數(shù)與原子軌道(40 分鐘 )量子力學：波函數(shù) (x,y,z)=原子軌道區(qū)別 Bohr“原子軌道 ” 與現(xiàn)原子軌道(quantum number)原子軌道= n , l , m (x,y,z)n , l , m 取一組值， n , l , m (x,y,z)就有一個對應值，表示電子的一種空間運動狀態(tài)。即：三個量子數(shù)n , l , m 決定一個原子軌道。1主量子數(shù)(principal quantum number)符號： n。意義：決定電子離核平均距離的遠近；決定電子能量高低的主要因素取值： n = 1 2 3 4 5 6

7、無窮大表示：電子層K L M N O P注意：相同n 的電子在同樣的空間范圍內(nèi)運動構(gòu)成一層 電子層；對于單電子體系，特別地，氫原子核外電子的能量僅僅取決于n2軌道角動量量子數(shù)(orbital angular momentum quantum number)符號： l 。意義：表示原子軌道(電子云)的形狀；表示同一電子層中電子能量高低不同分為若干能級電子亞層 (subshell)取值：l = 0，1，2， ， n-1(共n 個值)表示：電子亞層s p d f形狀：球 雙球 花瓣注意： n ,l 同的電子屬于同一能級；n ,l 任一不同的電子能量高低不等。磁量子數(shù)(magnetic quantum

8、 number)符號： m 。意義：決定原子軌道在空間的伸展方向，與E 無關取值： m = 0， 1， 2， l，共有(2l+1 )個值注意：每亞層中可能有最多軌道數(shù)= 2l+1每層中可能有的最多軌道數(shù)= n2三個量子數(shù)n , l , m 決定一個原子軌道，不能完全決定電子的一種空間運動狀態(tài)。4自旋角動量量子數(shù)(spin angular momentum quantum number)符號： si 。意義：表示電子本身有兩種相反方向自旋運動。取值： si = 1 /2（或用和 表示 ）注意：四個量子數(shù)才能表示一個電子的運動狀態(tài)每個軌道上僅有自旋方向相反的電子存在課堂練習.n =2的原子有幾種可

9、能的運動狀態(tài)？. n=2 l=1 m=0 的電子有幾種可能的運動狀態(tài)？. n=4 l=1 有幾個原子軌道？幾種運動狀態(tài)？.角量子數(shù)=2 的能級中有幾個原子軌道？.在角量子數(shù)為l 的能級中，最多能容納的電子數(shù)為多少？.將氫原子核外一個電子從1s激發(fā)到 2s和 2p上所需能量是否相等？小結(jié) ：三個量子數(shù)組合有一定規(guī)則nl m ， Si 不受限制。三個量子數(shù)決定一個原子軌道電子的空間運動狀態(tài)；四個量子數(shù)決定核外電子的（完備）的運動狀態(tài)。第二次課先簡單復習上次課的重點內(nèi)容 量子數(shù)及原子軌道。然后重點講述電子在原子軌道中怎么排布 核外電子排布的規(guī)律。其次介紹元素周期表與元素周期律，最后小結(jié)。第三節(jié)多電子

10、原子的原子結(jié)構(gòu)一、多電子原子與氫原子結(jié)構(gòu)的異同多電子原子的能級（徐光憲公式）n+0.7l 值愈大，軌道能級愈高，并把n+0.7l 值的第一位數(shù)字相同的各能級組合為一組，稱為某能級組。二、鮑林多電子原子能級和徐光憲公式（8 分鐘 ）（2 分鐘 ）（8 分鐘 ）（2 分鐘 ）引入：復習上次課的重點，引出此次課內(nèi)容（5 分鐘 ）（5 分鐘 ）教學主要內(nèi)容備注2.多電子原子的能級（徐光憲公式）n+0.7l 值愈大，軌道能級愈高，并把n+0.7l 值的第一位數(shù)字相同的各能級組合為一組，稱為某能級組。三、核外電子排布的規(guī)律能量最低原理: 1s2s2p3s3p4s3d4p 2.0 非金屬)變化規(guī)律：同一周期

11、從左到右電負性遞增同一主族從上到下電負性遞減本章小結(jié):一、量子數(shù)三個量子數(shù)組合有一定規(guī)則n l m， Si 不受限制。三個量子數(shù)決定一個原子軌道 電子的空間運動狀態(tài)；四個量子數(shù)決定核外電子的(完整)的運動狀態(tài)。n l 同的電子同屬一層，同一能級中能量相同的原子軌道稱簡并(等價 )軌道 能量同方向不同，如：3Px ，（5 分鐘 ）教學主要內(nèi)容備注3Py ， 3Pz每層中軌道數(shù)=n2,能級數(shù)=n， 最多容納電子數(shù)=2n2 （最多狀態(tài)數(shù)=2n2 ），二、核外電子排布的規(guī)律能量最低原理基態(tài)多電子原子核外電子排布能級由低到高依次為: 1s， （2s， 2p）， （3s， 3p）， （4s， 3d， 4p）， （5s，4d， 5p）， （6s， 4f， 5d， 6p）Pauli不相容原理在一個原子軌道上最多只能容納兩個自旋方向相反的電子。具體的s 2e， p 6e， d 10eHund 規(guī)則電子在簡并軌道上排布時，總是盡可能