1.1.1 原子结构模型 原子核外电子运动描述（优选课件）-【教学新思维】2023-2024学年高二化学同步讲透教材（人教版2019选择性必修2）

一个新的科学真理会胜出，通常不是因为说服了反对者，敦促他们了解新知，而是因为反对者死掉了，新的一代成长起来。 ——玻尔 量子力学的发展 1927年 第五届索尔维会议 19世纪末，经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦、康普顿等一大批物理学家共同创立的。 对于原子科学家最感兴趣的是—— 原子核外的电子是如何运动的？ 原子核外的电子是如何排布的？ 原子结构模型 原子核外电子运动状态的描述 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 4 01 02 03 04 学习目标 原子探究史 知道有关科学家在不同时期的贡献 电子云、原子轨道 电子云概念 原子轨道类型 原子光谱 发射光谱 吸收光谱 能层、能级 电子处于不同能层 同一能层有不同能级 5 01 开天辟地——原子的诞生 6 基于实验证据建构和优化模型 科学家根据实验事实，经过分析和推理，提出原子结构模型；再根据新的实验事实对提出的原子结构模型进行修正，进而提出新的原子结构模型。依据一系列的实验事实，科学家对模型不断进行优化，直至形成更符合原型特点的模型。 学法指导 葡萄干面包模型 1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。 1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。 核式模型 1904年 1911年 构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。 实心球模型 1803年 18世纪末，随着工业革命的发展，对物质化学成分和化学反应过程的研究需要深入到物质结构领域 人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 氢原子光谱与原子结构模型 化学史话 氢原子是最简单的原子。若在真空放电管中充入少量氢气，通过高压放电，能发出不同波长的光，利用三棱镜可观察到不连续的线状光谱。 1885年，瑞士的一位中学教师巴尔末(J.J.Balmer)在研究氢原子的可见光谱谱线时发现，氢原子的可见光谱谱线的波长符合一定规律，他将其归纳为一个数学公式。然而，当时谁也无法解释氢原子光谱谱线的特征。 研究原子结构的方法——原子光谱 1913年 电子分层排布模型 丹麦科学家 玻尔 研究了氢原子的光谱后，根据量子力学的观点，大胆突破 传统思想的束缚，提出了新的原子结构模型 (1)原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道。核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 (2)不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续的。 (3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。 获得了1922年的诺贝尔物理学奖 资料在线 原子结构模型 1 1803年 道尔顿 实心球模型 1904年 汤姆孙 葡萄干面包模型 1911年 卢瑟福 核式模型 1913年 波尔 电子分层排布模型 1926～1935年 薛定谔 现代电子云模型 宏观物体的运动轨迹 电子的运动轨迹是什么样子？ 02 如何描述原子核外电子的运动？ 13 核外电子的运动 宏观物体 电子 质量 很大 速度 较慢 空间 大 轨迹 可描述 （画图或函数描述） 核外电子运动有何特点? 问题探究 很小 很快(接近光速) 极小 不可确定 德国物理学家、量子力学的创立者海森堡 1927年发表著名的海森堡测不准原理 1932年获诺贝尔物理学奖 无法同时精确测量某个电子在某一时刻的位置和速率。 1926年奥地利物理学家薛定谔提出：可以用一个数学方程描述核外电子的运动状态，为近代量子力学奠定了理论基础。 核外电子的运动特点 量子力学指出：一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动，而是在核外空间各处都可以出现，只是出现的概率不同。 薛定谔方程 1926～1935年 现代电子云模型 1926年，玻尔建立的线性轨道模型被量子力学推翻。 资料在线 问题探究 研究核外电子运动，你认为选什么原子? 氢原子的五次瞬间照相 5 张照片 叠 印 100 张照片叠印 1 000 张照片叠印 用小黑点的疏密来表示 小黑点密处表示电子出现的概率密度大，小黑点疏处概率密度小 看上去好像一片带负电的云雾笼罩在原子核周围 电子云 2.1 电子云 电子云和原子轨道 2 01 概念 处于一定空间运动状态的电