第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型第2課時量子力學(xué)對原子核外電子運動狀態(tài)的描述學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)培養(yǎng)1.了解有關(guān)核外電子運動模型的歷史發(fā)展過程。會運用玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點解釋原子光譜的特點。證據(jù)推理與模型認知2.結(jié)合量子力學(xué)對核外電子運動狀態(tài)的描述認識微觀電子不同于宏觀物體，不能同時準(zhǔn)確地測定電子的位置和速度。宏觀辨識與微觀探析3.知道電子運動的能量狀態(tài)具有量子化的特征，電子可以處于不同的能級，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)和躍遷。知道電子的運動狀態(tài)(空間分布及能量)可以通過原子軌道和電子云模型來描述。證據(jù)推理與模型認知知識體系一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型1.不同時期的原子結(jié)構(gòu)模型時間或年代1803年1903年1911年1913年20世紀20年代中期原子結(jié)構(gòu)模型模型名稱實心球原子模型葡萄干布丁模型核式模型電子分層排布模型量子力學(xué)模型相關(guān)科學(xué)家道爾頓湯姆孫盧瑟福玻爾薛定諤復(fù)習(xí)回顧2.玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型的觀點：⑴原子中的電子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；⑵在不同軌道上的電子具有不同能量，而且能量值是不連續(xù)的，是量子化的，軌道能量依量子數(shù)n的值增大而升高，(n=1、2、3、4、5、6、7)，電子能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，電子能量高于基態(tài)的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。⑶只有當(dāng)電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，才會輻射(或吸收)能量，當(dāng)以光的形式表現(xiàn)并被記錄時，就形成了光譜。3、光譜的分類和氫原子光譜4、幾組概念⑴基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子①基態(tài)：最低能量狀態(tài)。處于最低能量狀態(tài)的原子稱為基態(tài)原子。②激發(fā)態(tài)：較高能量狀態(tài)(相對基態(tài)而言)。如基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子躍遷至較高能級成為激發(fā)態(tài)原子。③基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化與能量的關(guān)系：激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子⑵光譜與光譜分析光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。形成吸收光譜形成發(fā)射光譜⑶基態(tài)、激發(fā)態(tài)與光譜的聯(lián)系

基態(tài)原子的電子吸收能量，電子會躍遷到能量較高的軌道上，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)，將釋放能量。光是電子釋放能量的重要形式之一。在日常生活中，我們看到的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光，還包括燃放的焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)。二.量子力學(xué)對原子核外電子運動狀態(tài)的描述1、核外電子的運動狀態(tài)和原子軌道：電子層、能級、原子軌道、自旋狀態(tài)。總結(jié)：原子中電子的能量高低關(guān)系在多電子原子中，電子填充原子軌道時，原子軌道能量的高低存在如下規(guī)律：(1)相同電子層上原子軌道能量的高低：ns<np<nd。(2)不同電子層形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s；2p<3p<4p。(3)相同電子層形狀相同的原子軌道能量的高低：2px＝2py＝2pz。2．原子軌道的圖形描述s能級電子的原子軌道呈球形，即該原子軌道具有球?qū)ΨQ性，電子層(能層)序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(1)s電子的原子軌道⑵p電子的原子軌道

p電子的原子軌道是紡錘形(啞鈴形)形的，每個p原子軌道有3個軌道(伸展方向)，它們互相垂直，p軌道在空間的分布特點是分別相對于x、y、z軸對稱，p原子軌道在空間的分布分別沿x、y、z方向。p原子軌道的平均半徑也隨電子層序數(shù)增大而增大。s能級的原子軌道p能級的原子軌道d能級原子軌道有5個f能級原子軌道有7個大開眼界宏觀物體與微觀粒子的運動狀態(tài)有什么區(qū)別？宏觀物體微觀粒子質(zhì)量很大很小速度較小很大(接近光速)位移可測位置、動量不可同時測定能量可測軌跡可描述(畫圖或函數(shù)描述)不可確定聯(lián)想質(zhì)疑原子核外電子的運動特點：(1)電子的質(zhì)量很小(9.1095×10－31kg)，帶負電荷。(2)相對于原子和電子的體積而言，電子運動的空間很大。(3)電子運動的速度很快，接近光速(3.0×108m·s－1)。現(xiàn)代科學(xué)家們在實驗中發(fā)現(xiàn)，電子在原子核周圍有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)多，有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)少，就像“云霧”籠罩在原子核周圍。因而提出了“電子云模型”。電子云密度大的地方，表明電子在核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機會多，反之，出現(xiàn)的機會少。電子云圖：描述核外電子空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大小的圖形。電子云中的小黑點：并不是表示原子核外的一個電子，而是表示電子在核外單位體積內(nèi)空間出現(xiàn)的機率的多少(電子曾經(jīng)出現(xiàn)過)。電子云中小黑點的密度：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。氫原子的1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率分布圖把電子出現(xiàn)的概率約為90%的空間圈出來，人們把這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。電子云和原子軌道的關(guān)系：(1)電子云圖：描述電子在核外空間某處單位體積內(nèi)的概率分布的圖形。3．電子在核外的空間分布⑶量子力學(xué)中軌道的含義與玻爾軌道的含義不同，它既不是圓周軌道，也不是其他經(jīng)典意義上的固定軌跡。(2)意義：點密集的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率大；點稀疏的地方，表示電子在此處單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率小。1、在多電子原子中，決定軌道能量的是()A．電子層B．電子層和能級C．電子層、能級和原子軌道空間分布D．原子軌道空間分布和電子自旋方向B2、K層有____個能級，用符號分別表示為_____，L層有____個能級，用符號分別表示為_________，M層有______個能級，用符號分別表示為________________。由此可推知n電子層最多可能有____個能級，能量最低的兩個能級其符號分別表示為________，它們的原子軌道電子云形狀各為________、________。練習(xí)11s22s、2p33s、3p、3dnns、np球形啞鈴形3.下列關(guān)于核外電子的運動狀態(tài)的說法錯誤的是()A．核外電子是分層運動的B．只有電子層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時，電子運動狀態(tài)才能被確定C．只有電子層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時，才能確定每一個電子層的最多軌道數(shù)D．電子云的空間伸展方向與電子的能量大小無關(guān)C5、下面關(guān)于多電子原子核外電子的運動規(guī)律的敘述正確的是()A.核外電子是分層運動的B.所有電子在同一區(qū)域里運動C.能量高的電子在離核近的區(qū)域運動D.能量低的電子在離核近的區(qū)域運動AD4、關(guān)于“電子云”的描述中，正確的是()A.一個小黑點表示一個電子B.一個小黑點代表電子在此出現(xiàn)過一次C.電子云是帶正電的云霧D.小黑點的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)機會的多少D6、下列關(guān)于電子