2018_2019學年高中化學第1章第1節(jié)第1課時氫原子光譜和玻爾的原子結構模型課件魯科版選修3201911071232

1、第1章第1節(jié) 原子結構模型1.了解原子結構模型的演變歷程。2.了解氫原子光譜的特點。3.了解玻爾原子結構模型的基本觀點及其對氫原子光譜特點的解釋。目標導航基礎知識導學重點難點探究隨堂達標檢測欄目索引一、原子結構模型的發(fā)展歷程 基礎知識導學答案時間或年代1803年1904年1911年1913年20世紀20年代中期原子結構模型模型名稱實心球體模型 模型 模型_模型 模型相關科學家 薛定諤葡萄干布丁核式電子分層排布量子力學道爾頓湯姆遜盧瑟福玻爾答案議一議道爾頓的原子學說曾起了很大的作用。他的學說包含下列三個論點：原子是不能再分的粒子；同種元素原子的各種性質和質量都相同；原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代的

2、觀點看，你認為三個論點是否確切？請說明理由。答案答案都不確切。從現(xiàn)代化學理論看：原子是由原子核和核外電子構成的，因此原子是能再分的粒子；由于元素存在同位素，因此質子數(shù)相同的同種原子也會因中子數(shù)不同而導致其質量和物理性質不同，因此同種元素的原子的各種性質和質量不一定相同；原子核的體積很小，原子中大部分為空隙，電子在核外作高速運動，因此原子不是微小的實心球體。答案1.光譜(1)光譜的含義：利用儀器將物質吸收的光或發(fā)射的光的 和 分布記錄下來，就得到所謂的光譜。(2)光譜的類型連續(xù)光譜：若光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而 ，則這種光譜為連續(xù)光譜。例如，陽光形成的光譜即為連續(xù)光譜。線

3、狀光譜：若光譜是由具有 的、彼此分立的譜線組成，則所得光譜為線狀光譜。二、 氫原子光譜波長強度不能分辨特定波長答案2.氫原子光譜特點氫原子光譜是 光譜。議一議根據(jù)盧瑟福的原子結構模型和經(jīng)典的電磁學觀點能否解釋氫原子光譜為線狀光譜？答案答案不能，根據(jù)盧瑟福的原子結構模型和經(jīng)典的電磁學觀點，圍繞原子核高速運動的電子一定會自動連續(xù)地輻射能量，其光譜應當是連續(xù)光譜。線狀三、玻爾原子結構模型答案1.基本觀點運動軌跡原子中的電子在具有確定半徑的 軌道上繞 運動，并且不輻射能量能量分布在不同軌道上運動的電子具有 的能量(e)，而且能量是 的。軌道能量隨量子數(shù)n(1,2,3，)的增大而 。對氫原子而言，電子處

4、于n1的軌道時能量最低，這種狀態(tài)稱為 態(tài)；能量高于 態(tài)的狀態(tài)，稱為 態(tài)電子躍遷只有當電子從一個軌道(ei)躍遷到另一個軌道(ej)才會輻射或吸收能量。如果輻射或吸收的能量以光的形式表現(xiàn)出來并被記錄下來，就形成圓周原子核不同量子化升高基基光譜激發(fā)答案2.貢獻(1)成功地解釋了的實驗事實。(2)闡明了原子光譜源自核外電子在能量不同的 的躍遷，而電子所處的軌道的能量是的。氫原子光譜是線狀光譜軌道之間量子化答案議一議1.根據(jù)玻爾原子結構模型解釋為什么氫原子光譜是線狀光譜？答案答案根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子所處的軌道的能量是量子化的，不連續(xù)的，軌道的能量差也是不連續(xù)的，電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時

5、，輻射或吸收的能量是不連續(xù)的，以光的形式表現(xiàn)出來的光的波長是不連續(xù)的，所以氫原子光譜是線狀光譜。2.解釋霓紅燈為什么能夠發(fā)出五顏六色的光？答案答案霓紅燈燈管中裝載的氣體不同，在高電壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色不同，例如，在燈管中充入氖氣，通電后在電場作用下，放電管里氖原子中的電子吸收能量躍遷到能量較高的軌道，處在能量較高的軌道上的電子以光的形式輻射能量而躍遷回能量較低的軌道，所發(fā)出的光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段，就看到紅色光，類似地，通電后氬氣發(fā)出藍色光等。返回答案一、原子結構認識的演變過程 重點難點探究1.道爾頓原子模型(1803年)：原子是組成物質的基本的粒子，它們是堅實的、不可再分

6、的實心球。2.湯姆遜原子模型(1904年)：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。3.盧瑟福原子模型(1911年)：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉，就像行星環(huán)繞太陽運轉一樣。4.玻爾原子模型(1913年)：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。5.原子結構的量子力學模型(20世紀20年代中期)：現(xiàn)代物質結構學說。例1下列關于原子結構模型的說法中，正確的是()a.道爾頓的原子結構模型將原子看作實心球，故不能解釋任何問題b.湯姆遜“葡萄干布丁”原子結構模型成功地解釋了原

7、子中的正負粒子 是可以穩(wěn)定共存的c.盧瑟福核式原子結構模型指出了原子核和核外電子的質量關系、電性 關系及占有體積的關系d.玻爾電子分層排布原子結構模型引入了量子化的概念，能夠成功解釋 所有的原子光譜解析答案湯姆遜“葡萄干布丁”原子結構模型提出了正、負電荷的共存問題，但同時認為在這樣微小的距離上有著極大的作用力，電子會被拉進去并會碰撞在帶正電的核心上，故b不正確；盧瑟福通過粒子散射實驗提出了核式原子結構模型，散射實驗的結果能夠分析出原子核和核外電子的質量關系、電性關系及占有體積的關系，故c正確；玻爾電子分層排布原子結構模型只引入了一個量子化，只能夠解釋氫原子光譜，而不能解釋比較復雜的原子光譜，故

8、d不正確。解析解析道爾頓的原子理論成功地解釋了質量守恒定律等規(guī)律，故a不正確；答案答案c解題反思20世紀以前的每種原子結構模型理論都有一定的局限性。解析答案變式訓練1最早成功解釋了氫原子光譜為線狀光譜的原子結構模型是( )a.盧瑟福原子結構模型 b.玻爾原子結構模型c.量子力學模型 d.湯姆遜原子結構模型解析解析玻爾的原子結構模型最早成功解釋了氫原子光譜是線狀光譜。湯姆遜原子結構“葡萄干布丁”模型只解釋了原子中存在電子的問題。盧瑟福原子結構模型是根據(jù)粒子散射實驗提出來的，解決了原子核的問題(帶正電的部分集中在一個核上)。量子力學模型是在量子力學理論的基礎上提出的，能解釋復雜的原子光譜現(xiàn)象。b解

9、題反思玻爾原子結構模型能成功解釋氫原子光譜為線狀光譜，不能解釋復雜的原子光譜；量子力學模型可以解釋氫原子光譜及復雜的原子光譜。二、原子光譜和玻爾的原子結構模型1.基態(tài)、激發(fā)態(tài)與原子光譜(1)(2)原子光譜形成原因。不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時會吸收或釋放不同波長的光。(3)氫原子光譜是最簡單的光譜。2.玻爾的原子結構模型(1)原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動，并且不輻射能量，所以原子是穩(wěn)定的。(2)只有電子在原子軌道間躍遷時才會輻射或吸收能量，并且以光的形式進行。(3)在原子核外不同軌道上運動的電子具有不同的能量，而且能量是量子化的。玻爾只引入一個量子數(shù)n，n越大，軌道的能量

10、越高，n取1、2、3、4的正整數(shù)，所以原子核外軌道的能量是量子化的，當電子在原子軌道間的躍遷所吸收或放出的能量是量子化的，是不連續(xù)的。相關視頻解析答案例2對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是()a.電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時以光的形式釋放能量b.電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時吸收除紅光以外的光線c.氖原子獲得電子后轉變成發(fā)出紅光的物質d.在電流的作用下，氖原子與構成燈管的物質發(fā)生反應解析解析解答該題的關鍵是明確基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的相互轉化及其轉化過程中的能量變化及現(xiàn)象。在電流作用下，基態(tài)氖原子的電子吸收能量躍遷到較高的能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子，這一過程要吸收能量，不會發(fā)出紅

11、光；而電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時，將釋放能量，從而產(chǎn)生紅光，故a項正確。答案答案a解題反思光是電子釋放能量的重要形式之一，日常生活中的許多可見光，如燈光、霓虹燈光、激光、焰火等都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關。變式訓練2玻爾理論不能解釋( )a.氫原子光譜為線狀光譜b.在一給定的穩(wěn)定軌道上，運動的核外電子不輻射能量c.氫原子的可見光區(qū)譜線d.在有外加磁場時氫原子光譜有多條譜線解析答案解析解析玻爾理論是針對原子的穩(wěn)定存在和氫原子光譜為線狀光譜的事實提出的。有外加磁場時氫原子有多條譜線，玻爾的原子結構模型已無法解釋這一現(xiàn)象，必須借助量子力學加以解釋。d返回玻爾理論中引

12、入一個量子數(shù)n，只能解釋氫原子光譜是線狀光譜。若要解釋更復雜的原子光譜，需引入更多的量子數(shù)。解題反思1.下列對不同時期原子結構模型的提出在時間上先后排列順序正確的是( )電子分層排布模型“葡萄干布丁”模型量子力學模型道爾頓原子學說核式模型a. b.c. d.c 隨堂達標檢測解析答案解析解析最早的是道爾頓的原子學說，然后是湯姆遜的“葡萄干布丁”模型，接著是盧瑟福的核式模型，再其次是玻爾的原子結構模型，最后是原子結構的量子力學模型，用量子化的觀點描述原子核外電子的運動狀態(tài)和運動規(guī)律。2.首先提出原子結構模型并開始涉及原子內(nèi)部結構的科學家是( )a.盧瑟福 b.玻爾 c.湯姆遜 d.道爾頓c解析答案

13、解析解析湯姆遜“葡萄干布丁”模型開始涉及到原子內(nèi)部的結構。a項盧瑟福提出原子結構的核式模型；b項玻爾建立了核外電子分層排布的原子結構模型；d項道爾頓建立了原子學說。3.圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關的是( )d解析答案解析解析燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時能量以光的形式釋放出來導致的，而平面鏡成像則是光線反射的結果。4.下列說法正確的是()a.氫原子光譜是元素的所有光譜中最簡單的光譜之一b.“量子化”就是不連續(xù)的意思，微觀粒子運動均有此特點c.玻爾理論不但成功解釋了氫原子光譜，而且還推廣到其他原子光譜d.原子中電子在具有確定半徑的圓周軌道上像火車一樣高速運動著b解析答案

14、解析解析氫原子光譜是元素的所有光譜中最簡單的光譜；原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷，而電子所處的軌道的能量是“量子化”的，其他微粒如分子、離子等無此特點；玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜，但對多電子原子的光譜卻難以解釋；原子中電子沒有確定的半徑，原子半徑是電子運動的“區(qū)域”。5.原子光譜是線狀光譜，是由不連續(xù)的譜線組成的，這表明( )a.在原子中只有某些電子能夠躍遷產(chǎn)生光譜b.原子中的電子可以處于某些特定的能量狀態(tài)，即電子的能量是量子化的c.原子發(fā)射的光是單色光d.白光可以由多種單色光組成b解析答案解析解析光譜分為連續(xù)光譜和線狀光譜，無論是單色光還是白光，都是連續(xù)光譜，原子光譜是線狀光譜，也就是由具有特定頻率的光形成的譜線。原子光譜之所以產(chǎn)生這種特定的譜線，是由于電子的能量是量子化的，電子躍遷的始態(tài)和終態(tài)的能量差也是量子化的。返回6.用