原子结构模型课件课件课件课件.ppt

关于原子结构模型课件现在学习的是第1页，共53页 物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是医学医学、生命科学生命科学、材料科学材料科学、环境科学环境科学、能源科学能源科学、信息科学信息科学的重要基础。的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的关它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。质，为分子设计提供科学依据。本教材分为三章：本教材分为三章：原子结构原子结构、微粒间的相微粒间的相互作用互作用和和物质的聚集状态与物质性质物质的聚集状态与物质性质。现在学习的是第2页，共53页第一章第一章 原子结构原子结构第一节第一节 原子结构模型原子结构模型第二节第二节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表第三节第三节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质现在学习的是第3页，共53页不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型:1、公元前400多年前，希腊哲学哲学家德谟克利特等人认为：把构成物质的最小单位叫原子。1-1 原子结构模型原子结构模型现在学习的是第4页，共53页2 道尔顿实心球模型道尔顿实心球模型 1808年英国自然科学家约翰年英国自然科学家约翰道尔顿道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型提出了世界上第一个原子的理论模型,提出了原子学说（提出了原子学说（哲学哲学自然科学自然科学）。）。现在学习的是第5页，共53页道尔顿的理论主要有以下三点：道尔顿的理论主要有以下三点：v原子都是不能再分的粒子原子都是不能再分的粒子v同种元素的原子的各种性质和质量同种元素的原子的各种性质和质量都相同都相同v原子是微小的实心球体原子是微小的实心球体现在学习的是第6页，共53页 按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也不能毁灭，又不能再分割的最最基本的物质粒子。那么，放电管中的“射线”是什么呢？汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在各种元素的原子中都有电子。各种元素的原子中都有电子。这样看来，原子就不是不可再分的了！也就是说，原子不是最最基本的物质粒子了！现在学习的是第7页，共53页 3、1903年汤姆逊在发现电子的基础上提出了年汤姆逊在发现电子的基础上提出了原子的原子的“葡萄干布丁模型葡萄干布丁模型”。现在学习的是第8页，共53页汤姆逊认为：汤姆逊认为：电子是平均的分布在整个原电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个均匀子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它们的负的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。电荷与那些正电荷相互抵消。在受到激发时，电子会离开原在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。子，产生阴极射线。汤姆生的学生卢瑟福完成的汤姆生的学生卢瑟福完成的粒子轰击金箔实验粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。葡萄干布丁葡萄干布丁 模型模型现在学习的是第9页，共53页卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型根据粒子散射实验粒子散射实验原子的“核式模型核式模型”现在学习的是第10页，共53页体积很小体积很小相对质量相对质量为为4 4的带的带正正电电粒子粒子现象：现象：1、大部分大部分粒子穿过薄的金箔粒子穿过薄的金箔2、极少数极少数粒子好象打在坚硬的东西上，粒子好象打在坚硬的东西上，完全反弹回来。完全反弹回来。3、少数少数粒子穿过薄的金箔时，发生了偏粒子穿过薄的金箔时，发生了偏转。转。科学探究科学探究现在学习的是第11页，共53页卢瑟福通过实验推断出：卢瑟福通过实验推断出：1、原子、原子大部分是空的。大部分是空的。2、中间有一个、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子小的粒子原子核。原子核。3、原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。现在学习的是第12页，共53页波尔原子模型波尔原子模型现在学习的是第13页，共53页原子结构的量子力学模型量子力学模型（电子云模型）（电子云模型）现在学习的是第14页，共53页【小结小结】人类对原子结构的认识历史：人类对原子结构的认识历史：德谟克利特：朴素原子观德谟克利特：朴素原子观道尔顿：原子学说道尔顿：原子学说汤姆生：汤姆生：“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型卢瑟福卢瑟福：核式原子结构模型：核式原子结构模型玻尔玻尔：原子轨道模型：原子轨道模型现代量子力学模型现代量子力学模型现在学习的是第15页，共53页一、氢原子光谱和波尔的原子结构模型一、氢原子光谱和波尔的原子结构模型联想联想质疑质疑 对于对于“光光”这种物质，如阳光、火光、这种物质，如阳光、火光、灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有些灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有些光是由原子在一定的条件下产生的吗？原子光是由原子在一定的条件下产生的吗？原子发光的基本特点是什么？怎样用原子结构知发光的基本特点是什么？怎样用原子结构知识来解释原子的发光现象？识来解释原子的发光现象？现在学习的是第16页，共53页现在学习的是第17页，共53页1、氢原子光谱狭义的光狭义的光：波长400700nm之间的电磁波；广义的光：广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、紫外光、X射线等。现在学习的是第18页，共53页现在学习的是第19页，共53页现在学习的是第20页，共53页知识支持 P3 连续光谱(continuous spectrum)：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。现在学习的是第21页，共53页 现在学习的是第22页，共53页知识支持 教材P3 连续光谱(continuous spectrum)：线状光谱(原子光谱)(line spectrum)：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得，则所得光谱为光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。如阳光等。若由光谱仪获得的光谱是由若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼具有特定波长的、彼此分立的谱线此分立的谱线所组成的，则所得光谱为所组成的，则所得光谱为线状光谱线状光谱。如氢原子光谱等。教材如氢原子光谱等。教材P3 图1-1-2现在学习的是第23页，共53页氢原子的线状光谱氢原子的线状光谱太阳光的连续光谱太阳光的连续光谱现在学习的是第24页，共53页 质疑质疑 根据根据卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型和和经典的电经典的电磁学观点磁学观点，围绕原子核高速运动的电子一定，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是会自动且连续地辐射能量，其光谱应是连续连续光谱光谱而不应是而不应是线状光谱线状光谱。那么，氢原子的光。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？现在学习的是第25页，共53页 2、在、在卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型的基础上提出的基础上提出玻尔玻尔(Bohr)的原子结构模型的原子结构模型（玻尔理论的三（玻尔理论的三个假设）。个假设）。现在学习的是第26页，共53页玻尔原子结构模型的基本观点（玻尔原子结构模型的基本观点（P 3）（1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不不辐射能量；现在学习的是第27页，共53页（2）不同轨道上运动的电子具有不同能）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是量，而且能量是量子化量子化的，的，即能量是即能量是“一份一份一份一份”的的,不能连续变化而只能取某不能连续变化而只能取某些不连续的数值，些不连续的数值，轨道能量依轨道能量依n值（值（1、2、3、）的增大而升高）的增大而升高，n称为称为量子数量子数。对氢原子而言，电子处在对氢原子而言，电子处在n=1的轨道是的轨道是能量最低，称为能量最低，称为基态基态，能量高于基态的，能量高于基态的状态，称为状态，称为激发态激发态；现在学习的是第28页，共53页（3）只有当电子从一个轨道（能量为）只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁跃迁到另一个轨道（能量为到另一个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。录下来，就形成了光谱。（跃迁：教辅跃迁：教辅P1）现在学习的是第29页，共53页2、电子处于能量最低的状态，称为、电子处于能量最低的状态，称为基态。基态。电电子能量处于高于基态的状态，称为子能量处于高于基态的状态，称为激发态。激发态。【小结小结】1、玻尔原子结构模型要点：、玻尔原子结构模型要点：（1）电子在具有能量轨道上运动，不辐射能）电子在具有能量轨道上运动，不辐射能量；量；（2）电子的能量是量子化的。）电子的能量是量子化的。（3）电子发生跃迁时，才会不连续的辐射）电子发生跃迁时，才会不连续的辐射或吸收能量。或吸收能量。现在学习的是第30页，共53页拓宽应用拓宽应用1 1、依据玻尔原子结构模型基本观点解释依据玻尔原子结构模型基本观点解释氢原子光谱是怎样产生的？为什么会有多氢原子光谱是怎样产生的？为什么会有多条谱线？条谱线？参照课本参照课本P34页页“追根寻源追根寻源”现在学习的是第31页，共53页 电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。E=E2-E1=h(=c/)现在学习的是第32页，共53页为什么氢光谱是线状光谱？n=4n=3n=2n=1吸收能量释放能量氢原子从一个电子层跃迁到另一个电子层时，吸收或释放一定的能量，就会吸收或释放一定波长的光，所以得到线状光谱现在学习的是第33页，共53页身边的化学 阅读教材阅读教材P4 了解了解“霓虹灯为什么能霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光？够发出五颜六色的光？”现在学习的是第34页，共53页 电子在发生跃迁时辐射或吸收能电子在发生跃迁时辐射或吸收能量是量子化的，对霓虹灯而言，灯量是量子化的，对霓虹灯而言，灯管中装载的气体不同，在高电压的管中装载的气体不同，在高电压的激发下发出的光的颜色就不同。激发下发出的光的颜色就不同。现在学习的是第35页，共53页玻尔理论的局限：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现在学习的是第36页，共53页小结小结:1、氢原子光谱连续光谱线状光谱 2、玻尔(Bohr)的原子结构模型（玻尔理论的三个假设）。3、解释、应用：追根寻源、身边的化学等现在学习的是第37页，共53页原子结构二二.原子核外电子运动状态的描述原子核外电子运动状态的描述现在学习的是第38页，共53页宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光很大（接近光速）速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）不可确定不可确定宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同现在学习的是第39页，共53页宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征现在学习的是第40页，共53页电子的运动特征电子的运动特征运动物体运动物体汽车汽车炮弹炮弹人造卫星人造卫星宇宙飞船宇宙飞船电子电子速率（速率（Km/S)0.032.007.8011.002200.00（光速的（光速的1%）特征特征1：速度极快：速度极快乒乓球直径乒乓球直径核外电子运动空间范围核外电子运动空间范围4 10-2 mn 10-10 m特征特征2：运动空间极小：运动空间极小特征特征3：无固定运动轨迹无固定运动轨迹测不准测不准三三“极极”一一“无无”现在学习的是第41页，共53页电子云：电子云：原子核外电子运动描述方原子核外电子运动描述方法法2、只可用、只可用统计图示统计图示的方法描绘电子在核外空间出现的概的方法描绘电子在核外空间出现的概率。率。1、核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永不停止、核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永不停止的运动。不遵循宏观物体的运动规律（的运动。不遵循宏观物体的运动规律（不能测出不能测出在某一在某一时刻的时刻的位置、速度位置、速度，即，即不能描画出它的运动轨迹不能描画出它的运动轨迹）。）。该统计图示即该统计图示即电子云电子云好像带负电荷的云雾笼罩在好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。原子核周围，人们形象的称为电子云。小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出现小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出现的的机会大小机会大小。现在学习的是第42页，共53页核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子,而是表而是表示电子在此空间出现的机率。示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。的机会少。电子云电子云(P8)现在学习的是第43页，共53页S能级的原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图-原子轨道原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.现在学习的是第44页，共53页 P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.P能级的原子轨道现在学习的是第45页，共53页P能级的原子轨道 P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形.现在学习的是第46页，共53页 d能级的原子轨道有5个.d能级的原子轨道现在学习的是第47页，共53页原子轨道与火车运行的轨道有何不同?原子轨道是指一定能级上的电子,在核外空间运动的一个空间区域.火车的轨道则是火车运行的一个固定路线.问题讨论问题讨论现在学习的是第48页，共53页思考：既然电子的运动没有固定轨迹，那么我思考：既然电子的运动没有固定轨迹，那么我们就是否没有方法来描述电子的运动呢？们就是否没有方法来描述电子的运动呢？电子云电子云只是形象地描述了电子在离核距离不同的空间，电只是形象地描述了电子在离核距离不同的空间，电子出现的几率大小不同而已。子出现的几率大小不同而已。比较粗略比较粗略思考：如果一个原子含有多个电子，那么这些电子又如思考：如果一个原子含有多个电子，那么这些电子又如何绕核运动呢？何绕核运动呢？电子在核外的运动状态应如何描述？（教辅P23：知识点二、三知识点二、三）现在学习的是第49页，共53页1、S、P、d能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方向怎样？2、举例说明洪特规则：科学研究科学研究阅读课文P12,讨论下列问题 S p d f能级分别有2、3、5、7个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为2个，且自旋方向相反。这就是泡利原理 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。现在学习的是第50页，共53页课堂练习 用轨道表示式表示出铁原子的核外电子排布洪特规则泡利原理能量最低原理现在学习的是第51页，共53页1、从元素周期表中查出铜的外围电子排布，它是否符合构造原理。当一个能级上的电子填充达到全充满，半充满或全空时是一种稳定状态，使得体系的能量较低。这就是洪特规则的第二条。2、钠的电子排布式可写成Ne3S1，试问：上式方括号中的符号是什么意思？思考与交流现在学习的是第52页，共53页 通读本节原子结构课文，归纳本节知识内容，并自出自解一道题。（以上两项均写在作业本上）作 业现在学习的是第53页，共53页