高中化学《氢原子光谱和玻尔的原子结构模型》学案1 鲁科版选修3

用心 爱心 专心1 第第 1 1 课时课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 学习目标 1 了解 玻尔原子结构模型 知道其合理因素和存在的不足 2 知道原子光谱产生的原因 3 能利用 玻尔原子结构模型 解释氢原子的线状光谱 学习过程 一 原子结构理论发展史 1 1803 年提出原子是一个 实心球体 建立原子学说的是英国化学家 1903 年汤姆逊提出原子结构的 模型 1911 年卢瑟福提出了原子结构的 模型 1913 年玻尔提出 的原子结构模型 建立于 20 世纪 20 年代中期 的 模型已成为现代化学的理论基础 二 必修中学习的原子核外电子排布规律 1 原子核外的电子是 排布的 研究表明已知原子的核外电子共分为 个电子层 也可称为能层 分别为 第 一 二 三 四 五 六 七 电子 能 层 符号表示 能量由低到高 2 原子核外各电子层最多容纳 个电子 3 原于最外层电子数目不能超过 个 K 层为最外层时不能超过 个电 子 4 次外层电子数目不能超过 个 K 层为次外层时不能超过 个 倒 数第三层电子数目不能超过 个 说明 以上规律是互相联系的 不能孤立地理解 例如 当 M 层是最外层 时 最多可排 个电子 当 M 层不是最外层时 最多可排 个电子 2 核外电子总是尽量先排布在能量较 的电子层 然后由 向 依次 排布在能量逐步 的电子层 能量最低原理 例如 钠原子有 11 个电子 分布在三个不同的电子层上 第一层 个电子 第二 层 个电子 第三层 个电子 由于原子中的电子是处在原子核的引力场中 电子总是尽可能先从内层排起 当一层充满后再填充下一层 用心 爱心 专心2 原子结构示意图为 三 氢原子光谱 人们常常利用仪器将物质吸收光或以射不的波长和强度分布记录下来 得到所谓 的光谱 光谱分为 和 氢原子光谱为 为了解释 原子的稳定性和 的实验事实 丹麦科学家玻尔在 原子模型的基础上提出了 的原子结构模型 该理论的重大贡献在于 指出了原子光谱源自 在不同能量的 上的跃迁 而电子所处的 的能量是 四 玻尔原子结构模型 1 玻尔原子结构模型基本观点 1 原子中的电子在具有 的圆周轨道上绕原子核运动 并且 能量 可理 解为行星模型 这里的 轨道 实际上就是我们现在所说的电子层 2 定态假设 玻尔原子结构理论认为 同一电子层上的电子能量完全相同 在不同轨 道上运动的电子具有不同的能量 E 而且能量是 的 即能量是 一份一份 的 各电子层能量差具有不连续性 既 E3 E2 E2 E1 3 只有当电子 从一个轨道 能量为 Ei 跃迁到另一个轨道时 才会 能量 如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来 就形成了 2 玻尔原子结构模型理论成功地解释了氢原子光谱是 光谱的实验事实 但不能解决氢原子光谱的精细结构问题和多原子复杂的光谱现象 典题解悟 例 1 下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是 电子分层排布模型 葡萄干布丁 模型 量子力学模型 道尔顿原子学说 核式模型 A B C D 解析 电子分层排布模型由玻尔 1913 年提出 葡萄干布丁 模型由汤姆逊 1903 年提出 量子力学模型于 1926 年提出 道尔顿原子学说于 1803 年提出 核式 模型由卢瑟福于 1911 年提出 答案 C 例 2 为揭示原子光谱是线状光谱这一事实 玻尔提出了核外电子的分层排布理论 下列 说法中 不符合这一理论的是 用心 爱心 专心3 A 电子绕核运动具有特定的半径和能量 B 电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量 C 电子跃迁时 会吸收或放出特定的能量 D 揭示了氢原子光谱存在多条谱线 解析 D 选项的内容无法用玻尔理论解释 要解释氢原子光谱的多重谱线 需用量子力学 所建立的四个量子数来描述核外电子的动动状态 答案 D 当堂检测 1 首次将量子化概念应用到原子结构 并解释了原子的稳定性的科学家是 A 道尔顿 B 爱因斯坦 C 玻尔 D 普朗克 2 玻尔理论不能解释 A 氢原子光谱为线状光谱 B 在一给定的稳定轨道上 运动的核外电子不辐射能量 C 氢原子的可见光区谱线 D 在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线 3 原子的吸收光谱或发射光谱是线状的而不是连续的 根本上取决于 A 原子中电子能量的高低 B 外界条件的能量 C 原子轨道的能量是量子化的 D 仪器设备的工作原理 4 某基态原子第四电子层只有 2 个电子 该原子的第三电子层电子数可能有 A 8 B 18 C 8 18 D 18 32 5 下列能层中 原子轨道的数目为 4 的是 A K 层 B L 层 C M 层 D N 层 6 下列波长的光不能被肉眼感知的是 A 300nm B 500nm C 600nm D 900nm 7 下列电子层中 原子轨道的数目为 4 的是 A K 层 B L 层 C M 层 D N 层 8 下列关于电子云的说法不正确的是 A 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念 B 电子云是电子在核内外空间出