鲁科版选修3化学课件：1.1.2 原子结构模型.ppt

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1、第1章原子结构第1节原子结构模型本节课的关键词:原子轨道主量子数n角量子数l磁量子数m自旋磁量子数ms电子云原子核外电子的运动原子轨道与四个量子数[联想·质疑]波尔只引入一个量子数n,能比较好地解释了氢原子线状光谱产生的原因；但复杂的光谱解释不了。在钠原子中n=4n=3电子跃迁在氢原子中n=2n=1电子跃迁也得到两条靠得很近的谱线…实验事实:原子轨道与四个量子数（１）原子光谱带来的疑问？①钠原子光谱在n=3到n=4之间会产生两(多)条谱线．②氢原子光谱在n=１到n=２之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线．③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

2、解释．原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述．量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.每个原子轨道可由三个只能取整数的量子数n、l、m共同描述.薛定谔方程与四个量子数1987-1961E.Schrodinger,奥地利物理学家思维历程:量子力学的诞生(教材P6).了解:薛定谔方程(1926年提出)Hψ=Eψ－量子力学中描述核外电子在空间运动的数学函数式，即原子轨道E－轨道能量（动能与势能总和）m—微粒质量，h—普朗克常数x,y,z为微粒的空间坐标(x,y,z)波函数四个量子数①主量子数n:描述电子离核的远近．n取值为正整数１，２，３，４，５，６…对应符号为Ｋ，Ｌ

3、，Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐ…n所表示的运动状态称为电子层②角量子数l:描述(电子云)原子轨道的形状．l取值为0，１，２，３…(n-1)．共n个数值．符号为s，p，d，f等．若电子n、l的相同，则电子的能量相同．在一个电子层中，l的取值有多少个，表示电子层有多少个不同的能级．规律:每层的能级数值=电子层数③磁量子数m:描述磁场中原子轨道的能量状态m可以取0、±1、±2…±l共(2l+1)个数值.规律:每层的原子轨道数为层数的平方(n2)④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(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ms=+1/2(通常用符号↑表

4、示).ms=-1/2(通常用符号↓表示).注意:自旋并不是”自转”,实际意义更为深远.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?(3)量子数和原子轨道的关系nlm原子轨道ms取值符号取值符号取值符号取值1s2s2px2py2pz3s3px3py3pz3dxy3dyz3dxz3dx2-y23dz21K0s0±1/22L01sp00,±1±1/2±1/23M012spd00,±10,±1±2±1/2±1/2±1/2习题讲解：1.下列各电子层，不包含d能级的是（）。A.N电子层B.M电子层C.L电子层D.K电子

5、层C、D2.下列能级中，轨道数为5的是（）。A.s能级B.p能级C.d能级C3.以下各能级能否存在？如果能存在，各包含多少轨道？（1）2s（2）2d（3）4p（4）5d答：（1）2s存在，轨道数为1（2）2d不能存在（3）4p存在，轨道数为3（4）5d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。（1）n=2，l=1（2）n=4，l=0（3）n=5，l=22p4s5d5.下列几组量子数能够同时存在的是（）。A.3、2、2、-1/2B.3、0、-1、+1/2C.2、2、2、2D.1、0、0、0A2.原子轨道的图像和电子云(1)原子轨道的图像描述根据量子力学理论,将

6、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.原子轨道示意图：(2)电子云：描述电子在空间出现的概率大小的图形.[思维历程]微观粒子具有波动性[学海无涯]波尔与爱因斯坦的争论知识小结:原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态描述原子轨道的量子数是:n、l、m.描述电子运动的量子数是:n、l、m、ms.n、l、m、ms的取值与原子轨道数,可容纳的电子数的关系.表1-1-1每层的能级数=电子层数(n)每层的轨道数=电子层数的平方(n2)每层最多容纳的电子数为=2×电子层数的平方(2n2)