原子結(jié)構(gòu)模型(第2課時(shí))

1、1-1 原子結(jié)構(gòu)模型原子結(jié)構(gòu)模型（第（第2課時(shí)）課時(shí)）泗縣三中泗縣三中 李明李明復(fù)習(xí)復(fù)習(xí):1、氫原子光譜連續(xù)光譜線狀光譜 3、解釋、應(yīng)用： 追根尋源、身邊的化學(xué)等一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型一、氫原子光譜和玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型玻爾理論的局限：玻爾理論的局限： A. 多電子原子光譜多電子原子光譜 B. 氫原子的精細(xì)光譜氫原子的精細(xì)光譜本節(jié)課的關(guān)鍵詞本節(jié)課的關(guān)鍵詞: 原子軌道原子軌道 主量子數(shù)主量子數(shù) n 角量子數(shù)角量子數(shù) l 磁量子數(shù)磁量子數(shù) m 自旋磁量子數(shù)自旋磁量子數(shù) ms 電子云電子云二、量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述二、量子力學(xué)對(duì)原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 1、原子軌道與四個(gè)量

2、子數(shù)（1 1）主量子數(shù)）主量子數(shù)n:n: 描述電子離核的遠(yuǎn)近描述電子離核的遠(yuǎn)近N越大離核越遠(yuǎn)能量越高越大離核越遠(yuǎn)能量越高 n取值為正整數(shù)取值為正整數(shù)，對(duì)應(yīng)符號(hào)為對(duì)應(yīng)符號(hào)為 ， n 所表示的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為所表示的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為電子層電子層練習(xí)練習(xí):下列各層電子能量的從高到低的順序是下列各層電子能量的從高到低的順序是 A. M層層 B . K層層 C . N層層 D . L層層 （2 2）角量子數(shù)）角量子數(shù)l l :描述描述(電子云電子云)原子軌道的形狀和和原子軌道的形狀和和n一一起決定電子的能量高低起決定電子的能量高低能級(jí)數(shù)（電子亞層）能級(jí)數(shù)（電子亞層） l l取值為取值為 0， (n-1)共共n個(gè)

3、數(shù)值個(gè)數(shù)值 符號(hào)為符號(hào)為 s， p， d， f 等等 若電子若電子n、 l l 的相同，則電子的能量相同的相同，則電子的能量相同 在一個(gè)電子層中，在一個(gè)電子層中，l l 的取值有多少個(gè)，表示電子的取值有多少個(gè)，表示電子 層層 有多少個(gè)不同的能級(jí)有多少個(gè)不同的能級(jí)練習(xí)練習(xí):找出下列條件下能級(jí)的數(shù)目找出下列條件下能級(jí)的數(shù)目,并寫(xiě)出其能級(jí)的符號(hào)并寫(xiě)出其能級(jí)的符號(hào)A. n=1 B. n=2C. n=3 D. n=41 1s2 2s 2p3 3s 3p 3d4 4s 4p 4d 4f規(guī)律規(guī)律: 每層的能級(jí)數(shù)值每層的能級(jí)數(shù)值=電子層數(shù)電子層數(shù)（3）磁量子數(shù)）磁量子數(shù)m: 每一電子亞層的原子軌道數(shù)每一電子亞

4、層的原子軌道數(shù) 描述磁場(chǎng)中原子軌道的空間伸展方向，與電子描述磁場(chǎng)中原子軌道的空間伸展方向，與電子的能量無(wú)關(guān)。的能量無(wú)關(guān)。m可以取可以取(2l l +1)個(gè)數(shù)值個(gè)數(shù)值. 如如l l =0, m只可以取只可以取0，對(duì)應(yīng)的譜線只，對(duì)應(yīng)的譜線只有一條有一條. 如如l l =1, m可以取可以取0，1,對(duì)應(yīng)的譜線對(duì)應(yīng)的譜線有三條有三條. n、 l l 、m確定，原子軌道就確定了確定，原子軌道就確定了.vl m 軌道 空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 類型 的數(shù)目v0 0 S 1個(gè)v1 0, 1 p 3個(gè)v2 0, 1,2 d 5個(gè)v3 0, 1,2,3 f 7個(gè) 具有一定l值的電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù) = 磁量子數(shù)的取值數(shù)目

5、= 2l+1電子云：電子云：描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形. S軌道是球形的，p軌道為8字（紡錘形）的電子云和原子軌道電子云和原子軌道 原子軌道的圖像描述原子軌道的圖像描述 根據(jù)量子力學(xué)理論根據(jù)量子力學(xué)理論,將原子軌道在空間的分布將原子軌道在空間的分布以圖象方式在直角坐標(biāo)系中表示出來(lái)以圖象方式在直角坐標(biāo)系中表示出來(lái). 原子軌道示意圖：原子軌道示意圖： d 軌道軌道(l = 2, m = +2, +1, 0, -1, -2) m 五五種取值種取值, 空間五種取向空間五種取向, 五條等價(jià)五條等價(jià)(簡(jiǎn)并簡(jiǎn)并) d 軌道軌道.f 軌道軌道 ( l = 3, m =

6、 +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3 ) m 七種取值七種取值, 空間七種取向空間七種取向, 七條等價(jià)七條等價(jià)(簡(jiǎn)并簡(jiǎn)并) f 軌道軌道.vn,l,m 表明了:(1)軌道能量高低(電子層的數(shù)目, 電 子距離核的遠(yuǎn)近); (2)軌道的形狀; (3)軌道在空間分布的方向 結(jié)論：結(jié)論： 利用三個(gè)量子數(shù)可以描述一個(gè)電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即可將一個(gè)原子軌道描述出來(lái). n, l, m 一定，軌道也確定 0 1 2 3 軌道 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思考題： 當(dāng)n為

7、3時(shí), l ,m 分別可以取何值？ 有哪些軌道?練習(xí)練習(xí):找出下列條件下原子軌道的數(shù)目找出下列條件下原子軌道的數(shù)目 n=1 B. n=2C. n=31 1s4 2s1 2p 3 3s 1 3p 35 量子理論對(duì)鈉原子光譜的解釋量子理論對(duì)鈉原子光譜的解釋v由于鈉原子的由于鈉原子的n電子層可以分為電子層可以分為L(zhǎng) L個(gè)不個(gè)不同的能級(jí)：同的能級(jí)：n = 4, L L = 0, 1, 2, 3; n = 3, L L = 0, 1, 2；所以，當(dāng)鈉原子受激變成；所以，當(dāng)鈉原子受激變成激發(fā)態(tài)后，處于激發(fā)態(tài)后，處于n=4的電子層的電子躍的電子層的電子躍遷到遷到n=3的電子層的不同能級(jí)時(shí)形成的的電子層的不同

8、能級(jí)時(shí)形成的光譜含有多條譜線。光譜含有多條譜線。 （4）自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)ms:描述在能量完全相同時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的特殊狀態(tài)描述在能量完全相同時(shí)電子運(yùn)動(dòng)的特殊狀態(tài)(簡(jiǎn)稱為電子自旋狀態(tài)簡(jiǎn)稱為電子自旋狀態(tài)). 處于同軌道上的電子的處于同軌道上的電子的自旋狀態(tài)自旋狀態(tài)只有兩種只有兩種. 分別用符號(hào)分別用符號(hào)、 表示表示).注意注意:自旋并不是自旋并不是”自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)”,實(shí)際意義更為深遠(yuǎn)實(shí)際意義更為深遠(yuǎn).練習(xí)練習(xí):實(shí)驗(yàn)證明實(shí)驗(yàn)證明,同一原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀同一原子中每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均不相同態(tài)均不相同.試推斷試推斷: 每個(gè)原子軌道最多有幾個(gè)電子每個(gè)原子軌道最多有幾個(gè)電子? 每個(gè)電子層最多有多少個(gè)電子每個(gè)電子

9、層最多有多少個(gè)電子?2、量子數(shù)和原子軌道的關(guān)系、量子數(shù)和原子軌道的關(guān)系nlm原子軌道原子軌道m(xù)s取值取值 符號(hào)符號(hào)取值取值符號(hào)符號(hào)取值取值符號(hào)符號(hào)取值取值1K0s01/22L0s01/21p0, 11/23M0s01/21p0, 11/22d0, 1 21/21s2s2px 2py 2pz3s3px 3py 3pz3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2知識(shí)小結(jié)知識(shí)小結(jié):4、電子云模型、電子云模型（2）原子軌道的圖像描述（電子云的形狀）原子軌道的圖像描述（電子云的形狀）vS軌道的電子云呈球形軌道的電子云呈球形vP軌道的電子云呈紡錘形軌道的電子云呈紡錘形（1）、對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的微觀粒

10、子，人們）、對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的微觀粒子，人們不能不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定它的位置和速度。同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定它的位置和速度。為了形象的為了形象的表示電子在核外空間的分布狀況常用小黑點(diǎn)表示電子在核外空間的分布狀況常用小黑點(diǎn)的疏密程度來(lái)表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的疏密程度來(lái)表示電子在原子核外出現(xiàn)概率的大小。點(diǎn)密集的地方，表示電子在那里出的大小。點(diǎn)密集的地方，表示電子在那里出現(xiàn)的概率大。（還可以用顏色的濃淡表示）現(xiàn)的概率大。（還可以用顏色的濃淡表示）這種形象地描述這種形象地描述電子在空間出現(xiàn)的概率大小電子在空間出現(xiàn)的概率大小的圖形稱為的圖形稱為電子云電子云。習(xí)題習(xí)題 1.下列各電子層，不包含下列各電子層，不包含d能級(jí)的

11、是（能級(jí)的是（ ）。）。 A.N電子層電子層 B. M電子層電子層 C. L電子層電子層 D. K電子層電子層C、D2.下列能級(jí)中，軌道數(shù)為下列能級(jí)中，軌道數(shù)為5的是（的是（ ）。）。A.s能級(jí)能級(jí) B.p能級(jí)能級(jí) C.d能級(jí)能級(jí)C3.以下各能級(jí)能否存在？如果能存在，各包含多以下各能級(jí)能否存在？如果能存在，各包含多少軌道？（少軌道？（1）2s （2）2d （3）4p（4）5d答：答：（1）2s存在，軌道數(shù)為存在，軌道數(shù)為1（2）2d不能存在不能存在（3）4p存在，軌道數(shù)為存在，軌道數(shù)為3（4）5d存在，軌道數(shù)為存在，軌道數(shù)為54.寫(xiě)出下列各組量子數(shù)表示的原子軌道的符號(hào)。寫(xiě)出下列各組量子數(shù)表示的

12、原子軌道的符號(hào)。（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.下列幾組量子數(shù)能夠同時(shí)存在的下列幾組量子數(shù)能夠同時(shí)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規(guī)律：規(guī)律：nlm ms只取只取-1/2、 +1/2v6下列電子層中，原子軌道的數(shù)目為下列電子層中，原子軌道的數(shù)目為4的是的是 AK層層 BL層層 CM層層 DN層層v7玻爾理論不能解釋玻爾理論不能解釋 （ ）vAH原子光譜為線狀光譜原子光譜為線狀光譜vB在一給定的穩(wěn)定軌道上，運(yùn)動(dòng)的核外電在一給定的穩(wěn)定軌道上，運(yùn)動(dòng)的核外電子不發(fā)射能量子不發(fā)射能量-電磁波電磁波vCH原子的可見(jiàn)光區(qū)譜線原子的可見(jiàn)光區(qū)譜線vDH原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)v8P軌道電子云形狀正確敘述為軌道電子云形狀正確敘述為 ( )vA球形對(duì)稱球形對(duì)稱; B對(duì)頂雙球?qū)旊p球;vC極大值在極大值在X、Y、Z軸上的雙梨形軸上的雙梨形D互相互相垂直的梅花瓣形垂直的梅花瓣形.v9下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是( )vA一個(gè)原子軌道上只能有一個(gè)電子一個(gè)原子軌道上只能有一個(gè)電子vB處在同一原子軌道上