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-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2教师用书word（鲁科版 山东专用）

第1章|原子结构与元素性质 第1节　原子结构模型 学习目标 重点难点 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。 3.知道描述原子核外电子运动状态的物理量的含义。 4.理解原子核外电子的运动状态;了解原子轨道和电子云的含义。 重点 核外电子的运动状态,电子云与原子轨道。 难点 1.基态、激发态与原子光谱。 2.电子云与原子轨道。 第一课时　氢原子光谱和玻尔的原子结构模型 新知探究(一)——不同时期的原子结构模型 (1)1803年,道尔顿提出原子论。 (2)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,开始涉及原子内部的结构。 (3)1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型。 (4)1913年,玻尔根据原子光谱实验,建立起核外电子分层排布的原子结构模型。 (5)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。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)1904年,汤姆孙提出核式结构模型。 (×) (2)1911年,卢瑟福通过α粒子散射实验提出核式结构模型。 (√) (3)1913年玻尔提出了近代量子力学模型。 (×) 2.如图所示的原子结构模型依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆孙、玻尔的观点的是 (　　) A.(1)(2)(3)(4)　 B.(2)(1)(3)(4) C.(1)(3)(2)(4) D.(1)(3)(4)(2) 解析:选B　卢瑟福提出了原子结构的核式模型;道尔顿认为原子是一个实心的球体;汤姆孙发现了电子,并提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型;玻尔在卢瑟福核式模型的基础上建立起核外电子分层排布的原子结构模型,B项符合题意。 3.下列对不同时期原子结构模型的提出在时间上先后排列顺序正确的是　　　　　　　。  ①玻尔原子结构模型 ②汤姆孙“葡萄干布丁”模型 ③量子力学模型 ④道尔顿原子论 ⑤卢瑟福核式模型 解析:最早提出的是道尔顿原子论,然后是汤姆孙“葡萄干布丁”模型,接着是卢瑟福核式模型,而后是玻尔原子结构模型,最后是量子力学模型。 答案:④②⑤①③ 新知探究(二)——氢原子光谱和玻尔的原子结构模型　　　 　　 1.光谱 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得到光谱。 2.氢原子光谱特点 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,这与根据卢瑟福原子结构核式模型得到的推论是不一致的。 　　[微思考]　氢原子光谱为什么是线状光谱? 提示:电子在不同轨道上运动时能量不同,且能量值是不连续的,氢原子的电子从一个能级跃迁到另一个能级时,吸收或释放一定的能量,就会吸收或释放具有一定频率的光,并被光谱分析仪记录下来,得到线状光谱。 3.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(E),而且能量值是不连续(量子化)的。轨道能量依n值(n称为量子数,取值1、2、3、…)的增大而升高。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 电子 跃迁 电子在能量不同的轨道之间跃迁时,辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录下来,就形成了光谱 (2)贡献 ①成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实。 ②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量子化的。如图所示: (3)吸收光谱与发射光谱 应用化学 　　汝窑以烧制青瓷闻名,有天青、豆青、粉青诸品。汝窑的青瓷,色泽青翠华滋,釉汁肥润莹亮,被历代称颂,有“宋瓷之冠”的美誉。虽然现代仿汝窑外观上可以以假乱真,但是成分上却有区别,在考古行业,可以用光谱进行汝窑的真假鉴定。 1.陶瓷属于哪种类型的材料?青瓷表面的绿色是釉层中的几价铁元素显色而成的。 提示:陶瓷属于无机非金属材料。青瓷表面的绿色是釉层中的二价铁元素显色而成的。 2.常见的光谱为原子光谱,原子光谱形成的原因是什么? 提示:由于原子的核外电子在不同轨道上跃迁时会辐射或吸收能量,这部分能量以光的形式表现出来并被记录时,就形成了光谱。 3.原子光谱有两种形式:吸收光谱和发射光谱,这两种光谱形成的原理是否相同? 提示:电子在原子轨道上跃迁时若辐射能量则形成发射光谱,若吸收能量则形成吸收光谱,所以这两种光谱形成的原理不同。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)氢原子外围只有一个电子,故氢原子光谱只有一条谱线。 (×) (2)氢原子光谱属于线状光谱。 (√) (3)基态氢原子转变成激发态氢原子时释放能量。 (×) (4)焰色试验与电子跃迁有关,属于化学变化。 (×) (5)玻尔理论不能解释在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线。 (√) 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 解析:选A　霓虹灯、激光器、焰火及日光灯等工作过程中产生的光,都是基态原子吸收能量后核外电子跃迁到较高能级,然后电子从较高能级跃迁到较低能级的过程中辐射出的光能。石油蒸馏、冷却结晶的过程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.玻尔理论在人类对原子结构认识的历程上是非常重要的。以下关于人类对原子结构的认识错误的是 (　　) A.玻尔首次将量子化的概念运用到原子结构,并解释了原子稳定性 B.玻尔理论不但成功地解释了氢原子光谱,而且还推广到其他原子光谱 C.原子能量高于基态能量的状态,称为激发态 D.n称为量子数,轨道能量依n值(1、2、3、…)的增大而升高 解析:选B　玻尔首次将量子化概念应用到原子结构,并解释了原子稳定性,解释了氢原子光谱,故A正确;玻尔理论具有局限性,只是解释了氢原子光谱,但对解释多电子原子的光谱却遇到困难,故B错误;能量高于基态能量的状态,称为激发态,故C正确;n称为量子数,轨道能量依n值(1、2、3、…)的增大而升高,故D正确。 4.氯化钠在灼烧过程中,发出黄色的光,下列对此现象的描述正确的是 (　　) A.发射光谱,物理变化　 B.发射光谱,化学变化 C.吸收光谱,物理变化 D.吸收光谱,化学变化 解析:选A　氯化钠在灼烧过程中,发出黄色的光,是由于处于激发态的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,会以光的形式释放能量,是发射光谱,该过程没有新物质生成,属于物理变化,A正确。 5.激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转化,跃迁过程中可得到光谱,下列说法正确的是 (　　) A.元素K的焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃),产生紫色的原因是化学变化 B.如图实验装置测得的是氢元素的吸收光谱 C.电子仅由激发态跃迁到基态才会产生原子光谱 D.原子光谱可以用于定性鉴定元素 解析:选D　元素K的焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃),是钾原子中电子发生跃迁的结果,属于物理变化,A错误;该实验装置测得的是氢原子的发射光谱,B错误;原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种,电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱,C错误;原子光谱可以用于定性鉴定元素,D正确。 |归纳总结|焰色试验与电子跃迁的关系 焰色试验是电子跃迁的结果,故焰色试验是物理变化而不是化学变化。焰色试验发生的过程:基态原子激发态原子较低能量的激发态或基态原子。 学科网（北京）股份有限公司 $