蘇教版選修三 專題1揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘 課件（50張）.ppt

揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的奧秘 課程結(jié)構(gòu) 1 緒言 專題1 2 內(nèi)容 3 結(jié)束語 專題5 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 選修 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 專題2 微粒間作用力與物質(zhì)性質(zhì) 專題3 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 專題4 一 人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷史 1 化學(xué)發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史 1 石器時代 2 陶器時代 3 銅器時代 4 鐵器時代 人類生產(chǎn)發(fā)展史上的一個里程碑 2 近代化學(xué)發(fā)展里程 4 1869年后門捷列夫揭示元素周期律 1 18世紀(jì) 波義耳 化學(xué)之父 最早提出元素的科學(xué)定義 2 19世紀(jì)初 道爾頓 原子之父 提出了原子學(xué)說 3 1811年阿伏加德羅提出分子說 5 1901年約瑟夫 湯姆生提出原子的葡萄干面包模型 6 1909年 盧瑟福提出原子的有核模型 7 對有機(jī)物認(rèn)識的進(jìn)展 8 物理學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn) 紅外光譜電子顯微原子吸收光譜x射線衍射 9 實(shí)驗(yàn)方法上的改進(jìn) 人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 原子是哪些基本微粒構(gòu)成的 構(gòu)成原子的各種微粒是否帶有電荷 為什么原子是電中性的 構(gòu)成原子的各種微粒在數(shù)量上有什么規(guī)律 這些微粒的體積和質(zhì)量有什么特點(diǎn) 談?wù)勀銓υ咏Y(jié)構(gòu)的認(rèn)識 原子的組成 德謨克利特 樸素原子觀 道爾頓 原子學(xué)說 湯姆生 葡萄干面包式 模型 盧瑟福 帶核原子結(jié)構(gòu)模型 玻爾 原子軌道模型 現(xiàn)代量子力學(xué)模型 3 原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史 1911年 英國物理學(xué)家盧瑟福通過 粒子的散射實(shí)驗(yàn) 提出了原子結(jié)構(gòu)有核模型 他認(rèn)為原子的質(zhì)量主要集中在原子核上 電子在核外空間高速運(yùn)動 盧瑟福實(shí)驗(yàn) 氫原子光譜 許多物質(zhì)都能夠吸收光或發(fā)射光 利用儀器將物質(zhì)吸收光或發(fā)射光的波長和強(qiáng)度分布記錄下來 就得到所謂的光譜 連續(xù)光譜 由各種波長組成 且相近波長差別極小而不能分辨的光譜 線狀光譜 由具有特定波長的 彼此分立的譜線所組成的光譜 連續(xù)光譜 由各種波長組成 且相近波長差別極小而不能分辨的光譜 連續(xù)光譜 實(shí)驗(yàn)室 電磁波連續(xù)光譜 氫原子光譜 原子發(fā)射光譜 真空管中含少量h2 g 高壓放電 發(fā)出紫外光和可見光 三棱鏡 不連續(xù)的線狀光譜 氫原子的光譜為什么是線狀光譜而不是連續(xù)光譜呢 經(jīng)典電磁理論不能解釋氫原子光譜 盧瑟福有核模型結(jié)合經(jīng)典電磁理論 電子繞核作高速圓周運(yùn)動 發(fā)出連續(xù)電磁波 連續(xù)光譜 電子能量 墜入原子核 原子湮滅事實(shí) 氫原子光譜是線狀 而不是連續(xù)光譜 原子沒有湮滅 4 玻爾原子模型1913年 丹麥物理學(xué)家玻爾把普朗克的相關(guān)量子理論與盧瑟福的原子模型相結(jié)合 較好地解釋了氫原子光譜 提出新的原子結(jié)構(gòu)模型 科學(xué)趣聞 紫外災(zāi)難 普朗克量子論 能量量子化 光電效應(yīng) 愛因斯坦發(fā)現(xiàn)光的強(qiáng)度無關(guān) 只與光的頻率有關(guān) 玻爾的原子結(jié)構(gòu)模型 原子中的電子在具有確定能量的軌道上繞原子核運(yùn)動 原子不受外界影響時 不吸收也不不輻射能量 在不同軌道上運(yùn)動的電子具有不同的能量 e 不同軌道的能量是不連續(xù)變化的 能量是某些不連續(xù)的數(shù)值 是量子化的 軌道能量依n值 1 2 3 的增大而升高 量子數(shù) 玻爾結(jié)合量子化條件和經(jīng)典力學(xué)公式 計(jì)算出了氫原子中電子運(yùn)動的速度 軌道半徑和能量 完美的解釋了氫原子光譜 通常 電子處在能量最低的軌道 基態(tài)n 1 上運(yùn)動 當(dāng)原子獲得能量后 被激發(fā)到高能量軌道上 處于激發(fā)態(tài) 只有當(dāng)電子從一個軌道 能量為ei 躍遷到另一個軌道 能量為ej 時 才會輻射或吸收能量 每一次躍遷 輻射或吸收 的能量以光的形式產(chǎn)生一條分立的譜線 被記錄下來 就形成了光譜 躍遷演示 氫原子能級 連續(xù)光譜和原子發(fā)射光譜 線狀光譜 比較 電子躍遷在生活中的應(yīng)用 波爾原子模型局限性 只限于解釋氫原子或類氫離子 單電子體系 的光譜 無法較好解釋多電子原子的光譜 原因 人為地引入某些物理量 電子運(yùn)動的軌道角動量和電子能量 量子化 以修正經(jīng)典力學(xué)的思路出問題了 用量子力學(xué)來處理宇宙間物質(zhì)的運(yùn)動規(guī)律更有普遍意義 特別是微觀粒子 小空間 小微粒 大速度 的運(yùn)動 微觀粒子的運(yùn)動特征 1 微觀粒子的波粒二象性 光的傳播 波 和光與實(shí)物的作用 粒 e mc2 h p mcp h 德波羅意公式 波粒相連 2 海森堡測不準(zhǔn)原理 x m v h 4 h 普朗克常數(shù)6 626 10 34j s 核外電子沒有確定的軌道 也沒有家 只有 電子運(yùn)動統(tǒng)計(jì)規(guī)律的形象描述 電子云模型 微觀粒子的運(yùn)動特征 薛定諤波動方程的提出 標(biāo)志著近代量子力學(xué)理論的建立 它可以計(jì)算出電子云徑向分布和角度分布 我們在描述核外電子的運(yùn)動時 只能指出它在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會的多少 電子在原子核外空間一定范圍內(nèi)出現(xiàn) 可以想象為一團(tuán)帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核周圍 所以 人們形象地把它叫做 電子云 電子云 常把電子出現(xiàn)的概率約為90 的空間圈出來 思考 小黑點(diǎn)代表什么 小黑點(diǎn)的疏密代表什么 氫原子電子云的特點(diǎn) 1 呈球形對稱 2 在離核近處密度大 離核遠(yuǎn)處密度小 3 在離核近處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會多 在離核遠(yuǎn)處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會少 電子云的形成 原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài) 原子軌道 二 多電子原子核外電子的運(yùn)動特征和狀態(tài) 原子核外電子的運(yùn)動特征 電子云 原子核外電子的排布規(guī)律 1 電子層 s的原子軌道是 形的 電子層序數(shù)越大 原子軌道的 2 電子亞層和原子軌道 p的原子軌道是 形的 每個p軌道 亞層 有 個軌道 它們互相垂直 分別以 為符號 p原子軌道的平均半徑也隨電子層序數(shù)增大而 1 電子亞層 d軌道角度分布圖 剖面圖 問題1 完成下面表格 能級圖 問題2 k l m n o p 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 核外電子填充順序圖 軌道能量順序 7 1 最低能量原理 電子在原子軌道上的排布 要盡可能使電子的能量最低 2 泡利不相容原理 每個原子軌道最多只能容納兩個電子 且自旋方向必須相反 原子核外電子排布的三大原理 3 洪特規(guī)則 電子在等價軌道 能量相同的軌道 上排布時 總是盡可能分占不同的軌道 且自旋方向相同