高中化学沪科技版（2020）选择性必修21.1 氢原子结构模型精品课件ppt

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即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。5年后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。
人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。
不同时期的原子结构模型
光谱就是通过棱镜或光栅的分光作用，将一束复色光分解成各种波长的单色光，按照波长或频率大小顺序排列起来形成的图案。
是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。
处于 状态的原子
基态原子 能量，它的电子会跃迁到 能级，变成激发态原子
基态、激发态相互间转化的能量变化
光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式
当基态原子的电子吸收一定能量后，电子被激发跃迁到较高能级，变成激发态原子
LED灯装饰的建筑夜景
基态与激发态相互转化的应用
(1)电子跃迁的能量变化与可见现象激发态原子不稳定,电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时,将释放能量。光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一。霓虹灯光、激光、焰火等可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。(2)金属元素的焰色的成因金属原子中,核外电子按一定轨道顺序排列,轨道离核越远,能量越高。灼(燃)烧时,电子获得能量,能量较低的电子发生跃迁,从基态变为激发态。随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态,便以光(辐射)的形式释放能量,形成不同的焰色。
特别提醒：①电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是化学变化。②激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。
能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为_____________________ 。
根据核外电子的 不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。
能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 、 、 、 、 、 、 ……表示，其中每层所容纳的电子数最多为 个。
E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)
分别用相应能层的序数和字母 等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf等。
根据多电子原子的同一能层的电子的 也可能不同，将它们分为不同能级。
s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为____ 、 ____ 、 _____、 ____的2倍。
能层、能级与最多容纳的电子数、能量之间的相互关系
原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是 (n为能层的序数)。
能层序数______该能层所包含的能级数，如第三能层有______个能级。
各能级最多容纳的电子数为：5s能级 2×1=25p能级 2×3=65d能级 2×5=105f能级 2×7=145g能级 2×9=18总计50个电子。
第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？
①任一能层的能级总是从s能级开始，能级符号的顺序是ns、np、nd、(n为能层序数)。能级数=能层序数。即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，依次类推。②以s、p、d、排序的每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数1、3、5、7……的2倍。每一能层中最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。③不同能层中符号相同的能级所容纳的最多电子数相同。
1913年，玻尔提出氢原子模型，电子在 上绕核运行。
1922年诺贝尔物理学奖获得者
然而，1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。
s电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越 。
p电子的原子轨道呈 形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
原子轨道与能层序数的关系
能层、能级和原子轨道之间的关系
电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头( “↑”“↓” )表示自旋相反的电子。
1925 年，泡利正式提出，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理(泡利不相容原理)。
物理史上最嚣张的论文——1页
1925年，两个物理研究生，竟然搞出了电子自旋的概念，认为契合了天才泡利的预测，于是就整出了1页的论文。没想到的是，这个理论竟然违背了爱因斯坦相对论，其速度居然达到了光速10倍，偏偏还是对的！他们分别叫，乌仑贝克和高斯密特。
(左乌伦贝克，右古德斯米特，拍摄时间约为 1928 年)
s能级的原子轨道是1个， p能级的原子轨道是3个，那么，d、f能级中的原子轨道数量是多少呢？
概率密度分布图与电子云图
1s电子的电子云轮廓图绘制过程
将出现概率90%的空间圈出来
电子云图与电子云轮廓图
不同能级s电子的电子云形状一致，均为球形
相同原子的s电子的电子云轮廓图
能层越高，s电子的电子云半径越大。
概念：处于一定空间 的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度越大。形状：
有三种空间伸展方向，分别相对于x、y、z轴对称
1．记住2个形状：球形——s电子云；哑铃形——p电子云。2．掌握3个关系：电子云形状——与能级相关；电子云大小——与能层相关；原子轨道数目——与伸展方向有关。
基态与激发态　原子光谱
在现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为光谱分析。
不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，也可以发射不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子的吸收光谱和发射光谱。
各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
特征:暗背景，亮线， 线状不连续
特征:亮背景，暗线，线状不连续
1017500.00
1.下列叙述正确的是( )A.能级就是电子层B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2C.同一能层中的不同能级的能量高低相同D.不同能层中的s能级的能量高低相同
2.以下能级符号正确的是( )A.3f D.2f
3.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为( )A.3、18 B.4、24C.5、32 D.4、32
4.下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )A.激光 B.焰色试验C.燃烧放热 D.霓虹灯
5.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( )A.1s、2p、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、2d D.3p、3d、3f
6.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.离核最远的电子能量最高C.p能级电子能量一定高于s能级电子能量D.在离核最近的区域内运动的电子能量最低
7.根据Be、N、Ne、Na、Mg五种元素的原子结构，回答下列问题：(1)只有K层与L层的原子有____________。(2)含有M层的原子有________。(3)最外层电子数相同的原子有________。(4)每一层电子数都符合2n2的有____。(5)若n＝3，以下能级符号错误的是( )A.np B.nf C.nd D.ns
8.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关说法正确的是( )A.图1中的每个小黑点表示1个电子B.图2表示1s电子只能在球体内出现C.图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴D.图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置
9.下列说法正确的是( )A.不同的原子轨道形状一定不相同B.p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形C.2p能级有3个p轨道D.氢原子的电子运动轨迹呈球形
10.下列说法中正确的是( )A.1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B.ns能级的原子轨道图可表示为C.3d3表示3d能级有3个轨道D.电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
11.(1)可正确表示原子轨道的是_____(填字母)。A.2s B.2d C.3p D.3f
(2)如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题：
①s能级的原子轨道呈____形，每个s能级有___个原子轨道；p能级的原子轨道分别相对于x、y、z轴_____，每个p能级有___个原子轨道。②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与_________有关，________越大，原子轨道半径越大。