第1章 第1节 第1节原子结构模型(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修2（鲁科版2019）

第1节原子结构模型 (一)氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 玻尔原子结构模型 基态与激发态 基态 电子处在n＝1的轨道时能量最低，这种状态称为基态 [微辨析] 连续光谱与线状光谱 连续光谱：波长的变化呈连续分布； 线状光谱：由具有特定波长的、彼此分立的谱线组成。 激发态 能量高于基态能量的状态 观点 运动轨迹 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 能量分布 在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，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 电子跃迁 只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，才会辐射或吸收能量 光谱 概念 利用原子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的频率(或波长)和强度分布记录下来的谱线 成因 电子在不同轨道间跃迁时，会辐射或吸收能量 氢原子光谱 是由具有特定波长、彼此分立的谱线组成的线状光谱 (二)量子力学对原子核外电子运动状态的描述 1．电子层、能级与原子轨道 电子层(n) 分类标准 电子离核的远近 [微点拨] ①原子轨道是核外电子运动的一个空间区域。 ②原子核外没有两个运动状态完全相同的电子，即便是两个电子在同一个原子轨道上，其自旋状态也一定不同。 取值 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 一般而言，n越大，电子离核的平均距离越远，电子具有的能量越高 能级 概念 在多电子原子中，同一电子层上的电子能量可能不同，不同能量的电子分成不同的能级 表示方法 用符号s、p、d、f等表示 原子轨道 概念 描述原子中单个电子的空间运动状态 原子轨道数 s p d f 1 3 5 7 自旋状态 处于同一原子轨道上的电子自旋状态只能有两种，分别用符号 “↑”和“↓”表示 2．电子在核外运动状态的描述 原子轨道 形状 s轨道 球形 [微辨析] 电子的运动状态与电子的空间运动状态电子的运动状态指电子数目；电子的空间运动状态指轨道数目。 p轨道 分别沿x、y、z轴的方向分布 电子云图 概念 描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形 意义 点的疏密代表了电子出现的概率大小 [新知探究(一)] 电子层、能级和原子轨道 [分析与推测能力] [情境质疑] 何尊，是我国西周早期的青铜器。尊内底铸有铭文，铭文中的“宅兹中国”为“中国”一词最早的文字记载。铜的原子结构示意图为。 1．根据铜原子结构特点来看，该元素原子核外有多少个电子层？每个电子层上分别有多少个能级？　 提示：铜原子核外有4个电子层，n＝1的电子层上有1个能级，n＝2的电子层上有2个能级，n＝3的电子层上有3个能级，n＝4的电子层上有4个能级。 2．该元素的原子n＝3的电子层上有多少个原子轨道？最多容纳多少个电子？ 提示：在n＝3的电子层上共有9个原子轨道，最多容纳18个电子。 [生成认知] 1．电子层(n)、能级、原子轨道、最多容纳电子数的关系 n(电子层) 能级 原子轨道 最多容纳电子数 取值 符号 符号 符号 数目 合计 1 K s 1s 1 1 2 2 L s 2s 1 4 8 p 2px、2py、2pz 3 3 M s 3s 1 9 18 p 3px、3py、3pz 3 d 3d 5 4 N s 4s 1 16 32 p 4px、4py、4pz 3 d 4d 5 f 4f 7 n ... n2 2n2 2.不同原子轨道能量大小的关系 北京2022年冬奥会和冬残奥会颁奖礼仪服装发布一共有三套方案，分别为“瑞雪祥云”“鸿运山水”和“唐花飞雪”，赛时这三套服装将分别出现在雪上场馆、冰上场馆和颁奖广场的颁奖仪式中，其中礼仪服里有一套内胆，用了全套的石墨烯新装备，会提供温度的保障。 石墨烯的主要成分是碳，碳元素原子核外有多少个原子轨道？这些原子轨道的能量大小顺序是什么？ 提示：碳原子核外共有1s、2s、2p三个能级，其中原子轨道共5个，其能量大小顺序为1s＜2s＜2px＝2py＝2pz。 [跟踪训练] 1．电子层n＝3时，电子的空间运动状态(即原子轨道)有(　 ) A．4种 B．7种 C．8种 D．9种 解析：选D　电子层n＝3时的原子轨道数共有n2个，即有