1.1.1 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型课件2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第一节　原子结构模型 第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 目标导航 1. 了解原子结构模型的演变历程和玻尔的原子结构模型的内容。 2. 知道基态、激发态和原子光谱等概念，认识原子光谱分析的应用。 原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。 原子 原子结构模型的发展历史 古希腊哲学家把构成物质的最小单位叫原子 道尔顿原子模型(1803年) 原子结构模型的发展历史 19世纪初英国科学家道尔顿提出近代原子论： 原子是微小的不可分割的实心球体。 1803年英国科学家道尔顿（Dalten 1766—1844）把扑朔迷离的哲学名词发展为科学的具有实在意义的微粒，为近代化学的发展奠定了重要的基础。恩格斯曾誉称他为“近代化学之父”。 汤姆生原子模型(1904年) 原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 “葡萄干布丁”模型 电子悬浮于均匀正电球 英国物理学家汤姆生 （J.J.Thomson ,1856～1940） 原子并不是构成物质的最小微粒 ——汤姆生发现了电子(1897年) 原子结构模型的发展历史 卢瑟福：α粒子散射实验（1909年） 现象： 大部分α粒子穿过薄金箔； 极少数α粒子完全反弹回来； 少数α粒子发生了偏转。 卢瑟福实验推断结论： 1、原子大部分是空的。 2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子—原子核；全部正电荷在核内。 3、带负电的电子在空间进行绕核运动。 卢瑟福原子模型(1911年) 原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。 (“行星系式”原子模型) (核式模型) 原子结构模型的发展历史 ——发现了原子核 “光” 光是一种电磁波， 不同波长的光具有不同能量E＝hυ υ＝c/λ 光谱 背景知识 复色光经过色散系统（如棱镜）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案。 连续光谱——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所得的光谱。如阳光 线状光谱——具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱。如氢原子光谱 10 氢原子的线状光谱 太阳光的连续光谱 各种波长差别极小而不能分辨 特定波长、彼此分离 卢瑟福核式结构模型 经典的电动力学 问题探究 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，最终坍塌到原子核上。 原子是不稳定的，原子的光谱应当是连续光谱。 事实：氢原子稳定；氢原子光谱是线状光谱。 玻尔原子模型(1913年) (电子分层排布模型) 丹麦物理学家玻尔 （N.Bohr,1885～1962) 原子结构模型的发展历史 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，并且不辐射能量。 只有当电子从一个轨道（能量为Ei）跃迁到另一个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。当辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录，就形成了光谱。 在不同轨道上运动的电子具有不同的能量（E），而且能量值是不连续的，这称为能量"量子化"。轨道能量依n值（1、2、3、…）的增大而升高，n称为量子数。对氢原子而言，电子处在n=1的轨道时能量最低，这种状态称为基态;能量高于基态能量的状态，称为激发态。 玻尔核外电子分层排布的原子结构模型∶ 原子稳定 量子化假设 E＝hυ υ＝c/λ 电子层 只有1个电子 n=4 n=3 n=2 n=1 吸收能量 释放能量 为什么氢原子光谱是线状光谱 激发态 基态 原子线状光谱的产生是原子核外的电子在不同的、能量量子化的轨道之间跃迁导致的。 电子所处的轨道的能量是量子化的；电子跃迁吸收(或辐射)的能量也是量子化的（E2—E1=hυ υ＝c/λ 波长是不连续的）。 氢原子的电子在不同的电子层间跃迁会辐射出不同的能量，从而形成多条谱线。 E1 E2 E3 E4 原子 激发态原子 基态原子 吸收能量 释放能量 处于最低能量 处于较高能量 原子在正常或稳定状态时，电子尽可能处于能量最低的轨道，这种状态称为_____（一个）；电子受激发处于能量高于_____的状态称为_______（多个）。 原子核外电子在不同轨道间_______时，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录下来，就形成了光谱。 原子光谱形成的原因 基态 基态 激发态 电子跃迁 吸收光谱 发射光谱 跃迁 锂、氦、汞的吸收光谱 锂、氦、汞的发射光谱 暗背景, 亮线, 线状光谱（不连续） 亮背景, 暗线, 线状光谱（不连续） 光谱分析： 节日燃放的焰火