第1章 第1节 第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子结构模型-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（鲁科版）双选

优化探究 第1章　原子结构与元素性质 第1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   [课程标准要求]　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。 任务一　原子结构模型的演变 任务二　氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 课时作业　巩固提升 任务一　原子结构模型的演变 道尔顿　 核式模型　 量子力学 1.1904年,道尔顿提出核式结构模型。 (　　) 2.1911年,汤姆孙通过α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型。 (　　) 3.1913年,卢瑟福提出了近代量子力学模型。 (　　) 4.原子结构模型的发展先后经历了:实心球模型→“葡萄干布丁”模型→核式模型→玻尔原子结构模型→量子力学模型。 (　　) × × × √ 道尔顿的原子论曾起了很大的作用。其原子论包含下列三个论点: ①原子是不能再分的粒子; ②同种元素的原子的各种性质和质量都相同; ③原子是微小的实心球体。 从现代的观点考虑,你认为三个论点中不确切的是　　　　(填序号)。  ①②③ 1.下列原子模型中电子绕核运动类似行星环绕太阳运转,又被称为“行星模型”的是(　　) A.道尔顿原子模型 B.汤姆孙“葡萄干布丁”模型 C.卢瑟福核式模型 D.玻尔原子结构模型 C 根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子结构的核式模型,他认为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上,带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动,故选C。 2.原子结构模型的演变如图所示,下列符合历史演变顺序的一组排列是 (　　)   A.(1)(3)(2)(4)(5) B.(1)(2)(3)(4)(5) C.(1)(5)(3)(2)(4) D.(1)(3)(5)(4)(2) A 1803年,英国化学家道尔顿提出原子论,他认为原子是微小的不可分割的实心球体,对应(1);1904年,汤姆孙在发现电子的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型,对应(3);1911年,英国物理学家卢瑟福提出了原子结构的核式模型,对应(2);1913年,丹麦科学家玻尔根据原子光谱实验,进一步建立起核外电子分层排布的原子结构模型,对应(4);20世纪20年代中期建立的量子力学理论,产生了原子结构的量子力学模型,对应(5),A项符合题意。 3.下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是(　　) ①玻尔原子结构模型　②“葡萄干布丁”模型　③量子力学模型　④道尔顿原子论　⑤核式模型 A.①③②⑤④　　　　　　 B.④②③①⑤ C.④②⑤①③ D.④⑤②①③ C ①玻尔原子结构模型于1913年提出;②“葡萄干布丁”模型由汤姆孙于1904年提出;③量子力学模型于20世纪20年代中期提出;④道尔顿原子论于1803年提出;⑤核式模型由卢瑟福于1911年提出。 任务二　氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 1.光谱及氢原子光谱 (1)光谱 ①含义:利用仪器将物质　　　　或　　　　的频率(或波长)和强度分布记录下来的谱线。  ②形成原因:电子在不同轨道间　　　　时,会辐射或吸收能量。  (2)氢原子光谱的特点 氢原子光谱是由具有特定　　　　、彼此分立的谱线组成的　　　　光谱,与根据卢瑟福原子结构核式模型得到的推论是　　　　的。  吸收的光 发射的光 跃迁　 波长　 线状　 不一致 2.玻尔原子结构模型 (1)基本观点 运动 轨迹 原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕　　　　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(E),而且能量值是不连续(　　　　)的。轨道能量依n值(n称为　　　　,取值1、2、3、…)的增大而　　　　。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　　　　;能量高于基态能量的状态,称为　　　　  电子 跃迁 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时,就形成了　　　  原子核　 量子化　 量子数 升高　 基态　 激发态　 光谱 特别提醒　基态原子与激发态原子间的相互转化是物理变化。 (2)玻尔原子结构模型的成功与局限 ①成功 a.成功地解释了氢原子光谱是　　　　光谱的实验事实;  b.阐明了原子光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁,指出了电子所处的轨道的能量是　　　　的。如图所示:  线状　 量子化 c.吸收光谱与发射光谱 ②局限 难以解释某些复杂的光谱现象。 1.光是电子跃迁辐射能量的重要形式之一。 (　　) 2.“量子化”就是不连续的意思,微观粒子运动均有此特点。 (　　) 3.焰色试验与电子跃迁有关,属于化学变化。 (　　) √ √ × 霓虹灯能够发出五颜六色的光的原理是什么? 提示:霓虹灯之所以能够发出五颜六色的光,其原因与氢原子光谱形成的原因基本相同。对霓虹灯而言,灯管中填充的气体不同,在高电压的激发下发出的光的颜色就不同。例如,在灯管中充入氖气,通电后在电场作用下,放电管里氖原子中的电子吸收能量后激发到能量较高的轨道,但处在能量较高轨道上的电子会很快地以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道,所发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段,所以我们看到的是红色光。通电后氩气发蓝紫色光,氦气发粉红色光等也是同样的道理。 1.原子光谱是线状光谱,是由不连续的谱线组成的,这表明(　　) A.在原子中只有某些电子能够跃迁产生光谱 B.原子中的电子可以处于某些特定的能量状态,即电子的能量是量子化的 C.原子发射的光是单色光 D.白光可以由多种单色光组成 B 光谱分为连续光谱和线状光谱,无论是单色光还是白光,都是连续光谱,原子光谱是线状光谱,也就是由具有特定频率的光形成的谱线。原子光谱之所以产生这种特定的谱线,是由于电子的能量是量子化的,电子跃迁的始态和终态的能量差也是量子化的。 2.以下现象与核外电子的跃迁有关的是(　　) ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶 A.①③⑥⑦　　　　　　　 B.②④⑤⑧ C.①③⑤⑥⑦ D.①②③⑤⑥⑦ A 霓虹灯、激光器及日光灯等工作过程中产生的光,燃放的焰火,都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到能量较高轨道,然后电子从能量较高轨道跃迁回能量较低轨道的过程中以光的形式辐射能量。石油蒸馏、冷却结晶都是物质发生物理变化的过程,其中伴随的能量变化是热能的变化。棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现象,而不是光的产生。 3.玻尔理论不能解释的是(　　) A.氢原子光谱为线状光谱 B.在一给定的稳定轨道上,运动的核外电子不辐射能量 C.电子从一个轨道(能量为Ei)跃迁到另一个轨道(能量为Ej)时会辐射或吸收能量,且该能量与两个轨道的能量差有关 D.有外加磁场时氢原子光谱增加多条谱线 D 玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的。“有外加磁场时氢原子光谱增加多条谱线”这一现象,玻尔的原子结构模型无法解释,必须借助量子力学加以解释。 课时作业 巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　原子结构模型的演变 1.下列说法正确的是(　　) A.原子是不可再分的 B.原子中肯定含有中子 C.原子由原子核和核外电子构成,原子核又可以分为质子和中子,然后不能再分 D.随着科学的发展,人们发现原子的组成中还存在更小的微粒,如夸克 9 10 D 11 2.首先提出原子结构模型并开始涉及原子内部结构的科学家是(　　) A.卢瑟福　　　　　　　　 B.玻尔 C.汤姆孙 D.道尔顿 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 汤姆孙提出的“葡萄干布丁”模型开始涉及原子内部的结构。A项,卢瑟福提出原子结构的核式模型;B项,玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型;D项,道尔顿提出了原子论。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 3.人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。在物质结构研究的历史上,提出如图所示原子结构模型的科学家是(　　)   A.道尔顿 B.玻尔 C.卢瑟福 D.汤姆孙 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 4.下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是(　　) A.阴极射线实验发现电子:道尔顿原子结构模型 B.α粒子散射实验发现原子核:卢瑟福原子结构模型 C.氢原子光谱发现电子分层排布:卢瑟福原子结构模型 D.α粒子散射实验发现电子:汤姆孙原子结构模型 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 汤姆孙通过阴极射线实验发现电子,故A错误;卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型,故B正确;玻尔为解释氢原子光谱,提出了核外电子分层排布的原子结构模型,故C错误;D选项,汤姆孙通过阴极射线实验发现电子,提出了“葡萄干布丁”模型,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 题组二　氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 5.(双选)1934年居里夫妇用α粒子(4He)轰击27Al得到自然界不存在的P的一种同位素——30P,开创了人造核素的先河:27Al+4He――→n。下列有关说法不正确的是(　　) A.该变化说明原子核在化学反应中也能发生变化 B.该变化同样遵循质量守恒定律 C.1n是一种带正电粒子 D.对于30P:原子序数=质子数=中子数=核外电子数 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 AC 11 化学变化的最小微粒是原子,不涉及原子核的变化,原子核的变化是核物理变化,A不正确;质量守恒定律是自然界的普遍规律,B项正确;1n表示的是一个中子,中子不带电荷,C项错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 6.氢原子核外只有一个电子,当氢原子的这个电子处于怎样的状态时才是基态(　　) A.n=1 B.n=2 C.n=3 D.n=4 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 7.下列有关光谱的说法不正确的是(　　) A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光,这也是原子光谱产生的原因 B.原子只有发射光谱 C.通过原子光谱可以发现新的元素,也可以鉴定某些元素 D.霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁辐射能量有关 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光,这也是原子光谱产生的原因,A正确;电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量,形成吸收光谱;电子从激发态向基态的跃迁会辐射能量,形成发射光谱,B错误;不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,在历史上,许多元素是通过原子光谱发现的,如铯和铷,在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,C正确;电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,所以霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子跃迁辐射能量有关,D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 [B组　培优训练] 8.生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是(　　) A.钢铁长期使用后生锈 B.平面镜成像 C.金属可以导电 D.夜空中的激光 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 钢铁长期使用后生锈是因为铁失去电子被氧化,A项错误;金属可以导电是因为自由电子在外加电场的作用下发生了定向移动,C项错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 9.吸收光谱和发射光谱统称为原子光谱。下列说法错误的是(　　) A.同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱的特征谱线相同 B.霓虹灯光与原子核外电子发生跃迁辐射能量有关 C.光谱仪可以摄取元素的吸收光谱和发射光谱 D.目前发现的元素都是通过原子光谱发现的 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或发射不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱,同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱的特征谱线相同,故A、C正确;电子跃迁本质上是组成物质的粒子中电子的一种能量变化,霓虹灯光与原子核外电子发生跃迁辐射能量有关,故B正确;每种元素都有自己的特征谱线,在历史上许多元素是通过原子光谱发现的,如铯和铷,但目前发现的元素并非都是通过原子光谱发现的,故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 10.同一原子的基态和激发态相比较,正确的是(　　) ①基态时的能量比激发态时高　②基态时比较稳定 ③基态时的能量比激发态时低　④激发态时比较稳定 A.①② B.②③ C.①③ D.③④ 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 B 11 本题考查原子的基态和激发态的能量和稳定性。对同一原子,基态时比较稳定,基态时的能量比激发态时低,②、③正确;①、④错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 11.日光等白光经棱镜折射后产生的是　　　　光谱。原子光谱则与之不同,它是由不连续特征谱线组成的,称为　　　　光谱。  根据原子光谱谱线分析结果可知,原子轨道的能量变化是不连续的,这种情况又称为原子的能量是　　　　化的。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 连续　 线状　 量子 日光形成的光谱为连续光谱,原子光谱是由不连续特征谱线组成的,都是线状光谱。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 $$