第第1章章第第1节节课前预习课前预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关设计1设计2考点一考点二课堂10分钟练习课堂5分钟归纳课下30分钟演练返回返回返回返回返回返回返回返回 一、一、氢原子光原子光谱和玻和玻尔尔的原子的原子结构模型构模型 1氢原子光原子光谱 光光谱分分为 光光谱和和 光光谱，氢原子光原子光谱是是 光光谱。连续线状状线状状返回返回 2玻玻尔尔原子模型的基本原子模型的基本观点点 (1)电子在具有确定子在具有确定 的的圆周周轨道上道上绕 运运动，不不辐射能量。射能量。 (2)不同不同轨道上运道上运动的的电子具有子具有 的能量，而且能量的能量，而且能量是是 的。的。轨道能量依量子数道能量依量子数n值(1,2,3，)的增大而的增大而 。对氢原子而言，原子而言，电子子处在在n1轨道道时能量最低，称能量最低，称为 ，能量高于基，能量高于基态的状的状态称称为 。 (3)电子在不同能量的子在不同能量的轨道之道之间跃迁迁时，会，会 或或 能量，能量，这种能量以光的形式表种能量以光的形式表现并被并被记录下来，就下来，就形成了形成了 。半径半径原子核原子核不同不同量子化量子化升高升高基基态激激发态辐射射吸收吸收光光谱返回返回 二、量子力学二、量子力学对原子核外原子核外电子运子运动状状态的描述的描述 1原子原子轨道道 用来描述原子中用来描述原子中单个个电子的子的 状状态。每个原子。每个原子轨道道须由三个量子数由三个量子数 共同共同标记。 2四个量子数四个量子数 (1)主量子数主量子数n： n表示的表示的电子运子运动状状态称称为 ，取，取值为正整数正整数1、2、3、4、5、6，对应符号符号为 等。一般等。一般而言，而言，n越大，越大，电子离核的平均距离越子离核的平均距离越远，能量越高。，能量越高。空空间运运动n、l、m电子子层K、L、M、N、O、P返回返回 (2)角量子数角量子数l： l表示同表示同电子子层中不同能量的中不同能量的电子的运子的运动状状态。对于确定的于确定的n值，l共有共有 个个值，0,1,2，(n1)，分，分别用符号用符号 等表示。具有相同等表示。具有相同n、l值的的电子运子运动状状态称称为 ，处于同一能于同一能级的的电子能量子能量 。 (3)磁量子数磁量子数m： 在外磁在外磁场存在存在时，处在同一能在同一能级上上电子的能量是子的能量是 的，的，这是由于是由于电子的运子的运动状状态还与磁量子数的有关，与磁量子数的有关，对同一个能同一个能级l而言，而言，电子的运子的运动共有共有( )个状个状态。s、p、d、f能能级相同相同不相同不相同2l1n返回返回 (4)自旋磁量子数自旋磁量子数ms： 处于同一原子于同一原子轨道上的道上的电子自旋运子自旋运动状状态只有只有 种，种，分分别用符号用符号“ ”和和“ ”标记。 3核外核外电子运子运动状状态的描述的描述 原子中原子中单电子的运子的运动状状态，都可由量子数，都可由量子数 所所确定的原子确定的原子轨道来描述，并且有两种道来描述，并且有两种 中的一种。中的一种。n、l、m自旋方向自旋方向两两返回返回 三、原子三、原子轨道的道的图形描述和形描述和电子云子云 1原子原子轨道的道的图形描述形描述 (1)对象：原子中象：原子中单个个电子的子的 即原子即原子轨道。道。 (2)方法：用方法：用 标注。注。 (3)意意义：表示原子：表示原子轨道的道的 。 (4)形状：形状：s轨道道 ，p轨道在空道在空间的分布特点是分的分布特点是分别相相对于于 对称。称。 空空间运运动状状态直角坐直角坐标系系空空间分布分布x、y、z轴球形球形返回返回 2电子云子云 (1)定定义：描述：描述电子在空子在空间单位体位体积内出内出现 的的图形。形。 (2)含含义：用：用单位体位体积内小黑点的疏密程度表示内小黑点的疏密程度表示电子在子在原子核外出原子核外出现 的大小。的大小。 概率大小概率大小概率概率返回返回1首次将量子化概念首次将量子化概念应用到原子用到原子结构，并解构，并解释了原子的了原子的稳 定性的科学家是定性的科学家是 ()A道道尔尔顿 B门捷列夫捷列夫C波波尔尔 D卢瑟福瑟福分分析：析：道道尔尔顿、门捷列夫、波捷列夫、波尔尔和和卢瑟福的主要瑟福的主要贡献分献分别是原子学是原子学说、元素周期律、原子、元素周期律、原子轨道理道理论和原子和原子结构构的核式模型。丹麦科学家波的核式模型。丹麦科学家波尔尔引入量子引入量子论观点，提出点，提出电子在一定子在一定轨道上运道上运动的原子的原子结构模型。构模型。答案：答案：C返回返回2判断正判断正误。 (1)一般而言，一般而言，n越大，越大，电子离核的平均距离越子离核的平均距离越远，能量，能量越低越低 ()(2)l值的个数，决定了某的个数，决定了某电子子层不同能不同能级的个数的个数()(3)对于确定的于确定的n值，m的取的取值共有共有2n1个个 ()(4)ms可用符号可用符号“”和和“”表示，不同符号表示表示，不同符号表示电子自旋方子自旋方向不同向不同 ()(5)电子云子云图中的小黑点表示一个中的小黑点表示一个电子子 ()(6)n值相同相同时，电子能量均相同子能量均相同 ()返回返回分析：分析：n值相同相同时，l值不同，不同，电子的能量不同，子的能量不同，n越大，越大，电子离核的距离越子离核的距离越远，能量越高；，能量越高；n值和和l值相同的相同的电子，能量子，能量相同，故同一相同，故同一电子子层(n值相同相同)中能中能级个数取决于个数取决于l值的个数；的个数；对于确定的于确定的l值，m的取的取值共有共有(2l1)个；个；ms用来描述用来描述电子的子的自旋运自旋运动状状态，同一原子，同一原子轨道的道的电子自旋运子自旋运动状状态只有只有2种；种；电子云子云图中小黑点只能中小黑点只能说明明电子曾在子曾在这里出里出现过。答案：答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)返回返回3关于关于氢原子原子电子云子云图的的说法正确的是法正确的是 ()A黑点密度大，黑点密度大，电子数目大子数目大B黑点密度大，黑点密度大，单位体位体积内内电子出子出现的机会小的机会小C电子云子云图是是对电子运子运动无无规律的描述律的描述D电子云子云图描述了描述了电子运子运动的客的客观规律律分析：分析：电子云子云图中的黑点不代表中的黑点不代表电子，只是利用其密子，只是利用其密度的大小来代表度的大小来代表电子在此区域出子在此区域出现机会的大小。机会的大小。电子子运运动的客的客观规律用律用图形表形表现就是就是电子云子云图。答案：答案：D返回返回43px所代表的含所代表的含义是是 ()Apx轨道上有道上有3个个电子子B第三第三电子子层px轨道有道有3个伸展方向个伸展方向Cpx电子云有子云有3个伸展方向个伸展方向D第三第三电子子层沿沿x轴方向伸展的方向伸展的p轨道道分析：分析：一旦确定了一旦确定了n、l、m，就确定了原子核外，就确定了原子核外电子子的空的空间运运动状状态。3px中，中，3表示第三表示第三电子子层，px表示表示沿沿x轴方向伸展的方向伸展的p轨道。道。答案：答案：D返回返回返回返回 (1)n主量子数，即主量子数，即电子子层。 (2)l角量子数，即能角量子数，即能级。 能能级数与数与电子子层数相同，如数相同，如n3时，有，有3s、3p、3d三个三个能能级 (3)m磁量子数，即原子磁量子数，即原子轨道，其数目与角量子数的道，其数目与角量子数的关系是关系是(2l1)，则有有 能能级 spdf 原子原子轨道数道数(m) 1357 (4)ms自旋磁量子数，即自旋磁量子数，即电子的自旋状子的自旋状态。 返回返回 例例1主量子数主量子数n3时，电子的空子的空间运运动状状态(即即原子原子轨道道)有有 ()A4种种B7种种C8种种 D9种种 解析解析主量子数主量子数n3的原子的原子轨道有道有3s(1个原子个原子轨道道)，3p(3个伸展方向，即个伸展方向，即3个原子个原子轨道道)，3d(5个伸展方向，个伸展方向，即即5个原子个原子轨道道)共共9个原子个原子轨道。道。 答案答案D返回返回 (1)一般而言，一般而言，n越大，越大，电子离核越子离核越远，能量越高。，能量越高。 (2)原子原子轨道由道由n、l、m决定，原子决定，原子轨道的能量由道的能量由m和和l共同确定。共同确定。 (3)第第n电子子层共有共有n个能个能级，n2个原子个原子轨道。道。返回返回 1原子原子轨道的道的图形描述形描述 原子中的原子中的单电子的空子的空间运运动状状态是用原子是用原子轨道描述的，道描述的，根据量子力学理根据量子力学理论，可以将原子，可以将原子轨道的空道的空间分布在直角坐分布在直角坐标系中表示出来：系中表示出来：s轨道在三道在三维空空间分布的分布的图形形为球形，即球形，即该原子原子轨道具有球道具有球对称性；称性；p轨道空道空间分布的分布的图形分形分别相相对于于x、y、z轴对称，称，为“哑铃形形”。如。如图所示所示为1s和和2p原子原子轨道示意道示意图。返回返回返回返回 2电子云子云 电子云是子云是电子在核外空子在核外空间单位体位体积内出内出现概率大小概率大小的形象化描述。的形象化描述。为了形象地表示了形象地表示电子在原子核外空子在原子核外空间的的分布状况，常用分布状况，常用单位体位体积内小黑点的疏密程度来表示内小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外子在原子核外单位体位体积内出内出现概率的大小。概率的大小。返回返回 (1)电子云子云图中的一个小黑点不代表一个中的一个小黑点不代表一个电子，每个点表子，每个点表示示电子出子出现过一次。一次。 (2)点疏密的程度表示了点疏密的程度表示了电子在原子核子在原子核外外单位体位体积内出内出现的概率的大小。点稀疏的概率的大小。点稀疏的地方表示在那里的地方表示在那里电子在子在单位体位体积内出内出现的概率小，点密集的地方表示在那里的概率小，点密集的地方表示在那里电子子在在单位体位体积内出内出现的概率大。的概率大。(如如图) (3)离核越近，离核越近，电子在子在单位体位体积内出内出现的概率越大，的概率越大，电子子云越密集。如云越密集。如2s电子云比子云比1s电子云更子云更扩散。散。返回返回 特特别提醒提醒 因我因我们不能确定原子中的不能确定原子中的电子在某一子在某一时刻一定出刻一定出现在何在何处，只可能，只可能预言在空言在空间某点某点电子出子出现的概率，故量的概率，故量子力学中子力学中轨道的含道的含义已与玻已与玻尔尔轨道的含道的含义完全不同，它完全不同，它既不是既不是圆形形轨道，也不是其他道，也不是其他经典意典意义上的固定上的固定轨迹。迹。返回返回 例例2下列下列说法中正确的是法中正确的是 () A1s、2px、2py、2pz轨道都具有球道都具有球对称性称性 B因因为p轨道是道是“8”字形的，所以字形的，所以p电子也是子也是“8”字形字形 C氢原子中只有一个原子中只有一个电子，故子，故氢原子只有一个原子只有一个轨道道 D原子原子轨道与道与电子云都是用来形象描述子云都是用来形象描述电子运子运动状状态的的 解析解析s轨道是球形道是球形对称的；称的；p轨道呈道呈哑铃形，形，px、py、pz分分别相相对于于x、y、z轴对称；称；氢原子中只有一个原子中只有一个电子，填充在子，填充在1s轨道上，但也存在其他空道上，但也存在其他空轨道，使道，使电子子跃迁，迁，产生光生光谱。 答案答案D返回返回 电子云是一种子云是一种统计结果，果，电子云子云图中一个小黑点并不是中一个小黑点并不是一个一个电子，子，电子云子云图形状并不是形状并不是电子的运子的运动轨迹，如迹，如s电子子云的一个云的一个“球球”，并不是，并不是说s电子子绕核做核做圆形运形运动。返回返回返回返回点击下图进入课堂10分钟练习返回返回 (1)氢原子光原子光谱是是线状光状光谱，四个量子数，四个量子数(n、l、m、ms)是是为了解了解释原子光原子光谱而逐步引入的。而逐步引入的。 (2)原子中原子中单个个电子的空子的空间运运动状状态是用原子是用原子轨道描述的。道描述的。 (3)第第n电子子层，有，有n个能个能级，n2个原子个原子轨道。道。返回返回点击下图进入课下30分钟演练同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全