原子结构模型(第2课时)

1、1-1 原子结构模型原子结构模型（第（第2课时）课时）泗县三中泗县三中 李明李明复习复习:1、氢原子光谱连续光谱线状光谱 3、解释、应用： 追根寻源、身边的化学等一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型玻尔理论的局限：玻尔理论的局限： A. 多电子原子光谱多电子原子光谱 B. 氢原子的精细光谱氢原子的精细光谱本节课的关键词本节课的关键词: 原子轨道原子轨道 主量子数主量子数 n 角量子数角量子数 l 磁量子数磁量子数 m 自旋磁量子数自旋磁量子数 ms 电子云电子云二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述二、量子力学对原子核外电子运动状态的描述 1、原子轨道与四个量

2、子数（1 1）主量子数）主量子数n:n: 描述电子离核的远近描述电子离核的远近N越大离核越远能量越高越大离核越远能量越高 n取值为正整数取值为正整数，对应符号为对应符号为 ， n 所表示的运动状态称为所表示的运动状态称为电子层电子层练习练习:下列各层电子能量的从高到低的顺序是下列各层电子能量的从高到低的顺序是 A. M层层 B . K层层 C . N层层 D . L层层 （2 2）角量子数）角量子数l l :描述描述(电子云电子云)原子轨道的形状和和原子轨道的形状和和n一一起决定电子的能量高低起决定电子的能量高低能级数（电子亚层）能级数（电子亚层） l l取值为取值为 0， (n-1)共共n个

3、数值个数值 符号为符号为 s， p， d， f 等等 若电子若电子n、 l l 的相同，则电子的能量相同的相同，则电子的能量相同 在一个电子层中，在一个电子层中，l l 的取值有多少个，表示电子的取值有多少个，表示电子 层层 有多少个不同的能级有多少个不同的能级练习练习:找出下列条件下能级的数目找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号并写出其能级的符号A. n=1 B. n=2C. n=3 D. n=41 1s2 2s 2p3 3s 3p 3d4 4s 4p 4d 4f规律规律: 每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数（3）磁量子数）磁量子数m: 每一电子亚层的原子轨道数每一电子亚

4、层的原子轨道数 描述磁场中原子轨道的空间伸展方向，与电子描述磁场中原子轨道的空间伸展方向，与电子的能量无关。的能量无关。m可以取可以取(2l l +1)个数值个数值. 如如l l =0, m只可以取只可以取0，对应的谱线只，对应的谱线只有一条有一条. 如如l l =1, m可以取可以取0，1,对应的谱线对应的谱线有三条有三条. n、 l l 、m确定，原子轨道就确定了确定，原子轨道就确定了.vl m 轨道 空间运动状态 类型 的数目v0 0 S 1个v1 0, 1 p 3个v2 0, 1,2 d 5个v3 0, 1,2,3 f 7个 具有一定l值的电子的空间运动状态数 = 磁量子数的取值数目

5、= 2l+1电子云：电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形描述电子在空间出现的概率大小的图形. S轨道是球形的，p轨道为8字（纺锤形）的电子云和原子轨道电子云和原子轨道 原子轨道的图像描述原子轨道的图像描述 根据量子力学理论根据量子力学理论,将原子轨道在空间的分布将原子轨道在空间的分布以图象方式在直角坐标系中表示出来以图象方式在直角坐标系中表示出来. 原子轨道示意图：原子轨道示意图： d 轨道轨道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) m 五五种取值种取值, 空间五种取向空间五种取向, 五条等价五条等价(简并简并) d 轨道轨道.f 轨道轨道 ( l = 3, m =

6、 +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) m 七种取值七种取值, 空间七种取向空间七种取向, 七条等价七条等价(简并简并) f 轨道轨道.vn,l,m 表明了:(1)轨道能量高低(电子层的数目, 电 子距离核的远近); (2)轨道的形状; (3)轨道在空间分布的方向 结论：结论： 利用三个量子数可以描述一个电子的空间运动状态，即可将一个原子轨道描述出来. n, l, m 一定，轨道也确定 0 1 2 3 轨道 s p d f 例如: n =2， l =0， m =0， 2s n =3， l =1， m =0， 3pz n =3， l =2， m =0， 3dz2思考题： 当n为

7、3时, l ,m 分别可以取何值？ 有哪些轨道?练习练习:找出下列条件下原子轨道的数目找出下列条件下原子轨道的数目 n=1 B. n=2C. n=31 1s4 2s1 2p 3 3s 1 3p 35 量子理论对钠原子光谱的解释量子理论对钠原子光谱的解释v由于钠原子的由于钠原子的n电子层可以分为电子层可以分为L L个不个不同的能级：同的能级：n = 4, L L = 0, 1, 2, 3; n = 3, L L = 0, 1, 2；所以，当钠原子受激变成；所以，当钠原子受激变成激发态后，处于激发态后，处于n=4的电子层的电子跃的电子层的电子跃迁到迁到n=3的电子层的不同能级时形成的的电子层的不同

8、能级时形成的光谱含有多条谱线。光谱含有多条谱线。 （4）自旋量子数自旋量子数ms:描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态(简称为电子自旋状态简称为电子自旋状态). 处于同轨道上的电子的处于同轨道上的电子的自旋状态自旋状态只有两种只有两种. 分别用符号分别用符号、 表示表示).注意注意:自旋并不是自旋并不是”自转自转”,实际意义更为深远实际意义更为深远.练习练习:实验证明实验证明,同一原子中每个电子的运动状同一原子中每个电子的运动状态均不相同态均不相同.试推断试推断: 每个原子轨道最多有几个电子每个原子轨道最多有几个电子? 每个电子层最多有多少个电子每个电子

9、层最多有多少个电子?2、量子数和原子轨道的关系、量子数和原子轨道的关系nlm原子轨道原子轨道ms取值取值 符号符号取值取值符号符号取值取值符号符号取值取值1K0s01/22L0s01/21p0, 11/23M0s01/21p0, 11/22d0, 1 21/21s2s2px 2py 2pz3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2知识小结知识小结:4、电子云模型、电子云模型（2）原子轨道的图像描述（电子云的形状）原子轨道的图像描述（电子云的形状）vS轨道的电子云呈球形轨道的电子云呈球形vP轨道的电子云呈纺锤形轨道的电子云呈纺锤形（1）、对于高速运转的微观粒

10、子，人们）、对于高速运转的微观粒子，人们不能不能同时准确测定它的位置和速度。同时准确测定它的位置和速度。为了形象的为了形象的表示电子在核外空间的分布状况常用小黑点表示电子在核外空间的分布状况常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。（还可以用颜色的浓淡表示）现的概率大。（还可以用颜色的浓淡表示）这种形象地描述这种形象地描述电子在空间出现的概率大小电子在空间出现的概率大小的图形称为的图形称为电子云电子云。习题习题 1.下列各电子层，不包含下列各电子层，不包含d能级的

11、是（能级的是（ ）。）。 A.N电子层电子层 B. M电子层电子层 C. L电子层电子层 D. K电子层电子层C、D2.下列能级中，轨道数为下列能级中，轨道数为5的是（的是（ ）。）。A.s能级能级 B.p能级能级 C.d能级能级C3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（少轨道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d答：答：（1）2s存在，轨道数为存在，轨道数为1（2）2d不能存在不能存在（3）4p存在，轨道数为存在，轨道数为3（4）5d存在，轨道数为存在，轨道数为54.写出下列各组量子数表示的原子轨道的符号。写出下列各组量子数表示的

12、原子轨道的符号。（1）n=1，l l = 1 （2）n=4，l l = 0 （3）n=5，l l = 2 不存在不存在4s5d5.下列几组量子数能够同时存在的下列几组量子数能够同时存在的是（是（ ）。）。 A. 3、2、 2、 -1/2 B. 3、0、-1、+1/2 C. 2、2、 2、 2 D. 1、0、 0、 0A规律：规律：nlm ms只取只取-1/2、 +1/2v6下列电子层中，原子轨道的数目为下列电子层中，原子轨道的数目为4的是的是 AK层层 BL层层 CM层层 DN层层v7玻尔理论不能解释玻尔理论不能解释 （ ）vAH原子光谱为线状光谱原子光谱为线状光谱vB在一给定的稳定轨道上，运动的核外电在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量子不发射能量-电磁波电磁波vCH原子的可见光区谱线原子的可见光区谱线vDH原子光谱的精细结构原子光谱的精细结构v8P轨道电子云形状正确叙述为轨道电子云形状正确叙述为 ( )vA球形对称球形对称; B对顶双球对顶双球;vC极大值在极大值在X、Y、Z轴上的双梨形轴上的双梨形D互相互相垂直的梅花瓣形垂直的梅花瓣形.v9下列说法中正确的是下列说法中正确的是( )vA一个原子轨道上只能有一个电子一个原子轨道上只能有一个电子vB处在同一原子轨道上