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(zhǎng)的歷史 1 石器時(shí)代 2 陶器時(shí)代 3 銅器時(shí)代 4 鐵器時(shí)代 人類生產(chǎn)發(fā)展史上的一個(gè)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(duì)有機(jī)物認(rèn)識(shí)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(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) 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?duì)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) 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(guó)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(dòng) 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(zhǎng)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(zhǎng)組成 且相近波長(zhǎng)差別極小而不能分辨的光譜 線狀光譜 由具有特定波長(zhǎng)的 彼此分立的譜線所組成的光譜 連續(xù)光譜 由各種波長(zhǎng)組成 且相近波長(zhǎng)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(dòng) 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(dòng) 原子不受外界影響時(shí) 不吸收也不不輻射能量 在不同軌道上運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(dòng) 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(gè)軌道 能量為ei 躍遷到另一個(gè)軌道 能量為ej 時(shí) 才會(huì)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(jí) 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(dòng)的軌道角動(dòng)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(dòng)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(dòng) 微觀粒子的運(yùn)動(dòng)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(cè)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(dòng)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(dòng)特征 薛定諤波動(dòng)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?cè)诿枋龊送怆娮拥倪\(yùn)動(dòng)時(shí) 只能指出它在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會(huì)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(duì)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(huì)多 在離核遠(yuǎn)處單位體積的空間電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少 電子云的形成 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 原子軌道 二 多電子原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征和狀態(tài) 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)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(gè)p軌道 亞層 有 個(gè)軌道 它們互相垂直 分別以 為符號(hào) 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(jí)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(gè)原子軌道最多只能容納兩個(gè)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(jià)軌道 能量相同的軌道 上排布時(shí) 總是盡可能分占不同的軌道 且自旋方向相同