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1、第第一一节节 原原子子结结构构模模型型（2）学习目标：学习目标：1.知道核外电子的运动不同于宏观物体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，能用主量初步认识原子结构的量子力学模型，能用主量子数子数n,角量子数角量子数L，磁量子数，磁量子数m，自旋量子数，自旋量子数ms描述核外电子的运动状态。描述核外电子的运动状态。2.知道主量子数知道主量子数n,角量子数角量子数l，磁量子数，磁量子数m，对应，对应着着n电子层中电子层中L能级中的原子轨道能级中的原子轨道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形象化描述在钠原子中n=4
2、n=3 电子跃迁电子跃迁在氢原子中n=2n=1 电子跃迁电子跃迁也得到两条靠得很近的谱线实验事实实验事实:原子光谱带来的疑问？原子光谱带来的疑问？钠原子光谱在钠原子光谱在n=3到到n=4之间会产生两之间会产生两(多多)条条谱线谱线氢原子光谱在氢原子光谱在n=到到n=之间谱线实际上是之间谱线实际上是两条靠得非常近的谱线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在磁场中所有原子光谱可能会分裂成多条谱线线这些问题用玻尔的原子模型这些问题用玻尔的原子模型无法解释无法解释原子中电子的运动状态应用多个量子原子中电子的运动状态应用多个量子数来描述数来描述1、原子轨道、原子轨道量子力学中单个电
3、子的空间运动状态量子力学中单个电子的空间运动状态.二、量子力学模型对核外电子运动状态的描述二、量子力学模型对核外电子运动状态的描述量子数量子数n:n 所表示的运动状态称为所表示的运动状态称为电子层，电子层，也叫也叫能层能层 n取值为正整数取值为正整数，对应符号为对应符号为 ，描述电子离核的远近及电子层数描述电子离核的远近及电子层数练习练习:下列各层电子能量最高的是下列各层电子能量最高的是 A.M层层 B.K层层 C.N层层 D.L层层 符号为符号为 s，p，d，f 等若电子层、等若电子层、能能级相同，则电子的能量相同级相同，则电子的能量相同练习练习:找出下列条件下能级的数目找出下列条件下能级的
4、数目,并写出其能级并写出其能级的符号的符号 A.n=1 B.n=2 C.n=3 D.n=41 1s2 2s 2p3 3s 3p 3d4 4s 4p 4d 4f规律规律:每层的能级数值每层的能级数值=电子层数电子层数能级能级量子理论对钠原子光谱的解释量子理论对钠原子光谱的解释由于钠原子的由于钠原子的n电子层可以分为电子层可以分为多多个不个不同的能级，所以，当钠原子受激变成同的能级，所以，当钠原子受激变成激发态后，处于激发态后，处于n=4的电子层的电子跃的电子层的电子跃迁到迁到n=3的电子层的不同能级时形成的的电子层的不同能级时形成的光谱含有多条谱线。光谱含有多条谱线。练习练习:找出下列条件下原子
5、轨道的数目找出下列条件下原子轨道的数目A.n=1 B.n=2C.n=31 1s4 2s 2px 2py 2pz9 3s 3px 3py 3pz 3dxy 3dyz 3dxz 3dx2-y2 3dz2规律规律:每层的原子轨道数为层数的平方每层的原子轨道数为层数的平方(n2)原子轨道原子轨道自旋自旋:描述在能量完全相同时电子运动的特描述在能量完全相同时电子运动的特殊状态殊状态(简称为电子自旋状态简称为电子自旋状态).处于同轨道上的电子的处于同轨道上的电子的自旋状态自旋状态只有两种只有两种.分别用分别用(通常用符号通常用符号表示表示).(通常用符号通常用符号表示表示).注意注意:自旋并不是自旋并不是
6、”自转自转”,实际意义更为深实际意义更为深远远.练习练习:实验证明实验证明,同一原子中电子的运动状态均同一原子中电子的运动状态均不相同不相同.试推断试推断:每个原子轨道最多有几个电子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每个电子层最多有多少个电子?2.量子数量子数n(电电子子层层数数)所所对应对应的能的能级级和原子和原子轨轨道的情道的情况况量子数量子数n符号符号能能级级种种类类原子原子轨轨道道 原子原子轨轨道数道数n1Ks1s1n2Lp s2s2p13n3Ms pd3s3p3d135量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道量子力学中单个电子的空间运动状态称为原子轨道.4、电
7、子云模型、电子云模型（2）原子轨道的图像描述（电子云的形状）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轨道的电子云呈球形p轨道的电子云呈纺锤形轨道的电子云呈纺锤形（1）、对于高速运转的微观粒子，人们）、对于高速运转的微观粒子，人们不能不能同时准确测定它的位置和速度。同时准确测定它的位置和速度。为了形象的为了形象的表示电子在核外空间的分布状况常用小黑点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）现的概率
8、大。（还可以用颜色的浓淡表示）这种形象地描述这种形象地描述电子在空间出现的概率大小电子在空间出现的概率大小的图形称为的图形称为电子云电子云。课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一量子数与核外电子运动状态的对应量子数与核外电子运动状态的对应关系关系量子数量子数n(电电子子层层)能能级级原子原子轨轨道道自旋状自旋状态态取取值值符号符号符号符号符号符号数目数目符号符号1Ks1s1或或2Ls2s1p2px、2py、2pz33Ms3s1p3px、3py、3pz3d3d54Ns4s1p4px、4py、4pz3d4d5f4f7特特别别提提醒醒：(1)一一般般而而言言，n越越大大，电电子子离离核核的的平平均均距
9、距离越离越远远，能量越高。，能量越高。(2)在同一个在同一个电电子子层层中，可有不同的能中，可有不同的能级级。(3)第第n电电子子层层所含的原子所含的原子轨轨道道总总数数为为n2，核外，核外电电子的子的运运动动状状态总态总数数为为2n2。下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A一一般般而而言言，n越越大大，电电子子离离核核平平均均距距离离越越远远，能量越低能量越低B一般一般n越大，越大，电电子子层层中的能中的能级级数越多数越多C.对对于确定的于确定的n值值，其原子，其原子轨轨道数道数为为2n2个个D自旋状自旋状态态随原子随原子轨轨道的具体情况而确定道的具体情况而确定例例例例1 1【解解析析】
10、随随n值值增增大大，电电子子离离核核越越来来越越远远，但但电电子子能能量量越越来来越越高高。电电子子层层数数越越大大，其其能能级级数数越越大大，如如n1，K层层只只有有s能能级级，n2，L层层有有s、p能能级级，n3，M层层有有s、p、d三三个个能能级级。一一个个电电子子层层上上的的原原子子轨轨道道数数为为n2，一一个个电电子子有有两两种种自自旋旋状状态态(向向上上或或向向下下)，一一个个电电子子层层容容纳纳的最多的最多电电子数子数为为2n2。自旋状。自旋状态态与原子与原子轨轨道无关。道无关。【答案答案】B变变式式训训练练1在在基基态态多多电电子子原原子子中中，关关于于核核外外电电子子能能量的
11、叙述量的叙述错误错误的是的是()A最易失去的最易失去的电电子能量最高子能量最高B电电子在不同运子在不同运动动状状态时态时所具有的能量是不同的所具有的能量是不同的Cp轨轨道道电电子能量一定高于子能量一定高于s轨轨道道电电子能量子能量D在离核最近区域内运在离核最近区域内运动动的的电电子能量最低子能量最低解析：解析：选选C。能量越高的。能量越高的电电子在离核越子在离核越远远的区域内运的区域内运动动，也就越容易失去，也就越容易失去，A、B正确；同一正确；同一层层即同一能即同一能级级中的中的p轨轨道道电电子的能量一定比子的能量一定比s轨轨道道电电子能量高，子能量高，但外但外层层s轨轨道道电电子能量子能量
12、则则比内比内层层p轨轨道道电电子能量高，子能量高，C错误错误；电电子首先子首先进进入能量最低、离核最近的入能量最低、离核最近的轨轨道，道，D正确。正确。要点二要点二电子云电子云1电电子子云云图图中中的的小小黑黑点点不不代代表表一一个个电电子子，也也不代表不代表电电子在某一子在某一时时刻在此一定出刻在此一定出现过现过。2单单位位体体积积内内小小黑黑点点的的疏疏密密程程度度表表示示电电子子在在原原子子核核外外单单位位体体积积内内出出现现的的概概率率的的大大小小。点点稀稀疏疏的的地地方方表表示示电电子子在在那那里里出出现现的的概概率率小小，点密集的地方表示点密集的地方表示电电子在那里出子在那里出现现
13、的概率大。的概率大。3离核越近，离核越近，电电子出子出现现的概率越大，的概率越大，电电子云子云越密集。如越密集。如2s轨轨道的道的电电子云比子云比1s轨轨道的道的电电子云子云疏散。疏散。4s轨轨道的道的电电子云呈球形，只有一种空子云呈球形，只有一种空间间伸展方向。伸展方向。p轨轨道的道的电电子云分子云分别别相相对对于于x、y、z轴对轴对称，有三种称，有三种空空间间伸展方向。伸展方向。(2011年年山山东东济济南南高高二二质质检检)如如图图是是2pz轨轨道道电电子子云云的的示示意意图图，请请观观察察图图，并并判判断断下下列列说说法法中中不正确的是不正确的是(双双选选)()A2pz轨轨道道上上的的
14、电电子子在在空空间间出出现现的的概概率率分分布布是是z轴对轴对称称B点密集的地方表明点密集的地方表明电电子出子出现现的机会多的机会多C电电子先沿子先沿z轴轴正半正半轴轴运运动动，然后在，然后在负负半半轴轴运运动动D2pz轨轨道形状道形状为为两个两个椭圆椭圆面面例例例例2 22pz轨轨道道电电子云示意子云示意图图【思路点思路点拨拨】由于由于电电子在核外运子在核外运动动没有确定的没有确定的轨轨道和速度，也不能道和速度，也不能预测预测某某时时刻的位置，人刻的位置，人们们只能用只能用统计图统计图示的方法来形象地描示的方法来形象地描绘电绘电子在原子核外空子在原子核外空间间出出现现的概率大小，并不是一种真
15、的概率大小，并不是一种真实实的的图图形。形。【解解析析】电电子子云云是是电电子子在在一一定定区区域域内内出出现现概概率率大大小小的的图图形形，它它并并不不是是电电子子运运动动的的实实际际轨轨迹迹(或或轨轨道道)，故故C错错；电电子子云云的的疏疏密密表表示示了了电电子子在在该该区区域域出出现现机机会会的的多多少少，越越密密集集，说说明明出出现现机机会会越越多多，故故B对对；观观察察该图该图可知可知A对对；该该p轨轨道道为纺锤为纺锤形形(或或哑铃哑铃形形)，D错错。【答案答案】CD变变式式训练训练2下列下列说说法中不正确的是法中不正确的是()A电电子云通常是用小黑点来表示子云通常是用小黑点来表示电
16、电子的多少子的多少B能能量量高高的的电电子子在在离离核核远远的的区区域域运运动动，能能量量低低的的电电子在离核近的区域运子在离核近的区域运动动C处处于最低能量的原子叫基于最低能量的原子叫基态态原子原子D电电子云表示子云表示电电子在核外空子在核外空间间出出现现机会的多少机会的多少知识小结知识小结:1 1、原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道:量子力学中单个电子的空间运动状态量子力学中单个电子的空间运动状态量子力学中单个电子的空间运动状态量子力学中单个电子的空间运动状态 2 2、每层的能级数每层的能级数每层的能级数每层的能级数=电子层数电子层数电子层数电子层数(n)(n)每层的轨道数每层的轨道数每层的轨道数每层的轨道数=电子层数的平方电子层数的平方电子层数的平方电子层数的平方(n(n2 2)每层最多容纳的电子数为每层最多容纳的电子数为每层最多容纳的电子数为每层最多容纳的电子数为=2=2电子层数的平方电子层数的平方电子层数的平方电子层数的平方(2n(2n2 2)电子云：描述电子在核外空间出现概率大小的图形电子云：描述电子在核外空间出现概率大小的图形电子云：描述电子在核外空间出现概率大小的图形电子云：描述电子在核外空间出现概率大小的图形 s轨道的电子云呈球形、轨道的电子云呈球形、p轨道的电子云呈纺锤形轨道的电子云呈纺锤形同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全