高二化学 第1章 第1节 原子结构模型2

1、学习目标： 1.知道核外电子的运动不同于宏观物体 初步认识原子结构的量子力学模型，能用主量子数n,角量子数L，磁量子数m，自旋量子数ms描述核外电子的运动状态。 2.知道主量子数n,角量子数l，磁量子数m，对应着n电子层中L能级中的原子轨道 3.知道电子云是对电子在空间内出现几率大小的形象化描述,实验事实:,原子光谱带来的疑问？ 钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线 氢原子光谱在n=到n=之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线 在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线 这些问题用玻尔的原子模型无法解释,原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述,1、原子轨道 量子力学中单个电子的空间

2、运动状态.,二、量子力学模型对核外电子运动状态的描述,量子数n: n 所表示的运动状态称为电子层，也叫能层 n取值为正整数， 对应符号为 ，,描述电子离核的远近及电子层数,练习:下列各层电子能量最高的是 A. M层 B . K层 C . N层 D . L层, 符号为 s， p， d， f 等若电子层、 能级相同，则电子的能量相同 练习:找出下列条件下能级的数目,并写出其能级的符号 A. n=1 B. n=2 C. n=3 D. n=4,1 1s,2 2s 2p,3 3s 3p 3d,4 4s 4p 4d 4f,规律: 每层的能级数值=电子层数,能级,量子理论对钠原子光谱的解释,由于钠原子的n电

3、子层可以分为多个不同的能级，所以，当钠原子受激变成激发态后，处于n=4的电子层的电子跃迁到n=3的电子层的不同能级时形成的光谱含有多条谱线。,练习:找出下列条件下原子轨道的数目 n=1 B. n=2 C. n=3,1 1s,4 2s 2px 2py 2pz,3s 3px 3py 3pz 3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2,规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2),原子轨道,自旋: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). 处于同轨道上的电子的自旋状态只有两种. 分别用 (通常用符号表示). (通常用符号表示). 注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深

4、远. 练习:实验证明,同一原子中电子的运动状态均不相同.试推断: 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?,2.量子数n(电子层数)所对应的能级和原子轨道的情况,量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.,4、电子云模型,（2）原子轨道的图像描述（电子云的形状）,s轨道的电子云呈球形 p轨道的电子云呈纺锤形,（1）、对于高速运转的微观粒子，人们不能同时准确测定它的位置和速度。为了形象的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） 这种形象地描述电子在空间出现的概率大

5、小的图形称为电子云。,课堂互动讲练,特别提醒：(1)一般而言，n越大，电子离核的平均距离越远，能量越高。 (2)在同一个电子层中，可有不同的能级。 (3)第n电子层所含的原子轨道总数为n2，核外电子的运动状态总数为2n2。,下列说法中正确的是() A一般而言，n越大，电子离核平均距离越远，能量越低 B一般n越大，电子层中的能级数越多 C. 对于确定的n值，其原子轨道数为2n2个 D自旋状态随原子轨道的具体情况而确定,【解析】随n值增大，电子离核越来越远，但电子能量越来越高。电子层数越大，其能级数越大，如n1，K层只有s能级，n2，L层有s、p能级，n3，M层有s、p、d三个能级。一个电子层上的

6、原子轨道数为n2，一个电子有两种自旋状态(向上或向下)，一个电子层容纳的最多电子数为2n2。自旋状态与原子轨道无关。 【答案】B,变式训练1在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是() A最易失去的电子能量最高 B电子在不同运动状态时所具有的能量是不同的 Cp轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D在离核最近区域内运动的电子能量最低,解析：选C。能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，A、B正确；同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，C错误；电子首先进入能量最低、离核最近的轨道，D正确。,1电子云图中的小

7、黑点不代表一个电子，也不代表电子在某一时刻在此一定出现过。 2单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现的概率的大小。点稀疏的地方表示电子在那里出现的概率小，点密集的地方表示电子在那里出现的概率大。 3离核越近，电子出现的概率越大，电子云越密集。如2s轨道的电子云比1s轨道的电子云疏散。,4s轨道的电子云呈球形，只有一种空间伸展方向。p轨道的电子云分别相对于x、y、z轴对称，有三种空间伸展方向。,(2011年山东济南高二质检)如图是2pz轨道电子云的示意图，请观察图，并判断下列说法中不正确的是(双选)() A2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称 B点密集的地方表明电

8、子出现的机会多 C电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动 D2pz轨道形状为两个椭圆面,2pz轨道电子云示意图,【思路点拨】由于电子在核外运动没有确定的轨道和速度，也不能预测某时刻的位置，人们只能用统计图示的方法来形象地描绘电子在原子核外空间出现的概率大小，并不是一种真实的图形。,【解析】电子云是电子在一定区域内出现概率大小的图形，它并不是电子运动的实际轨迹(或轨道)，故C错；电子云的疏密表示了电子在该区域出现机会的多少，越密集，说明出现机会越多，故B对；观察该图可知A对；该p轨道为纺锤形(或哑铃形)，D错。 【答案】CD,变式训练2下列说法中不正确的是() A电子云通常是用小黑点来表示电子的多少 B能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动 C处于最低能量的原子叫基态原子 D电子云表示电子在核外空间出现机会的多少,知识小结: 1、原