第一章 第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型【自學(xué)目標(biāo)】1．了解原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)，學(xué)會用四個量子數(shù)來表示核外電子的運(yùn)動狀態(tài)；2．知道原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，知道原子核外電子躍遷會吸收或放出光子，并了解其應(yīng)用。3．了解原子吸收和發(fā)射光譜分析。知道原子核外電子的能量是量子化的，了解原子核外電子的排布規(guī)律。4.了解人類探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷程，認(rèn)識從原子、分子等層次研究物質(zhì)的意義。討論模型方法在探索原子結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。5. 知道物質(zhì)是由微粒構(gòu)成的,了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本方法和實(shí)驗(yàn)手段?！咀詫W(xué)助手】1、原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展史：1803年提出原子是一個“實(shí)心球體”的是英國化學(xué)家，1903年湯姆遜提出原子結(jié)構(gòu)的“”模型，1911年盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的模型，1913年玻爾提出的原子結(jié)構(gòu)模型，建立于20世紀(jì)20年代中期的模型已成為現(xiàn)代化學(xué)的理論基礎(chǔ)。2．光譜分為和，氫原子光譜為。為了解釋原子的穩(wěn)定性和的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，丹麥科學(xué)家波爾在原子模型的基礎(chǔ)上提出了的原子結(jié)構(gòu)模型，該理論的重大貢獻(xiàn)在于指出了原子光譜源自在不同能量的上的躍遷，而電子所處的的能量是。3.核外電子的運(yùn)動狀態(tài)是由四個量子數(shù)決定的。其中，主量子數(shù)n的取值為…，對應(yīng)的符號為…，n越大，表明電子離核的平均距離、能量，因此將n值所表示的電子運(yùn)動狀態(tài)稱為。在多電子原子中，角量子數(shù)l與一起決定著原子軌道的能量，若兩個電子所取的n、l值均相同，就表明這兩個電子具有。對于確定的n值，l的取值共個，分別是…，對應(yīng)的符號為…，在一個電子層中，l有多少個取值，就表示該電子層有多少個不同的（也稱亞層）。對每一個確定的l，m值可取，…，共個值；處于同一原子軌道上的電子自旋狀態(tài)只有種，分別用來表示。一旦確定了n、l和m，就確定了即原子軌道，再加上，即可完整描述原子中的電子運(yùn)動狀態(tài)。4.4p軌道的主量子數(shù)為，角量子數(shù)為，該亞層的軌道最多可以有種空間取向，最多可容納個電子?！舅季S點(diǎn)撥】【例題1】下列各電子層中不包含d亞層的是A．N電子層B．M電子層C．L電子層D．K電子層【解答】本題考查學(xué)生對四個量子數(shù)的掌握情況。在一個多電子的原子中，若兩個電子所占據(jù)原子軌道的n、l相同，就表明這兩個電子具有相同的能量，我們就用電子亞層(或能級)來表達(dá)n、l相同電子運(yùn)動狀態(tài)。對于確定的n值，l的取值就有n個：0、1、2、3…、(n-1)，對應(yīng)符號為s、p、d、f…。所以，當(dāng)n＝1(K電子層)時，l＝0，即為s亞層；當(dāng)n＝2(L電子層)時，l＝0，1，即為s亞層和p亞層；當(dāng)n＝3(M電子層)時，l＝0，1，2，即為s亞層、p亞層和d亞層；當(dāng)n＝4(N電子層)時，l＝0，1，2，3，即為s亞層、p亞層、d亞層和f亞層?！敬鸢浮緾D【例題2】下列說法是否正確？如不正確，應(yīng)如何改正？(1)s電子繞核旋轉(zhuǎn)，其軌道為一圓圈，而p電子是走∞字形。(2)主量子數(shù)為1時，有自旋相反的兩條軌道。(3)主量子數(shù)為3時，有3s、3p、3d、3f四條軌道。【解答】本題是涉及電子云及量子數(shù)的概念題。必須從基本概念出發(fā)，判斷正誤。(1)不正確，因?yàn)殡娮舆\(yùn)動并無固定軌道。應(yīng)改為：s電子在核外運(yùn)動電子云圖像或概率分布呈球型對稱，其剖面圖是個圓。而p電子云圖或概率分布呈啞鈴型，其剖面圖是∞形。(2)不正確，因?yàn)閚＝1，l＝0，m＝0，只有一個1s原子軌道。應(yīng)改為主量子數(shù)為1時，在1s原子軌道中有兩個自旋相反的電子。(3)不正確，因?yàn)閚＝3時，l只能取0、1、2，所以沒有3f。另外3s、3p、3d的電子云形狀不同，3p還有m＝0、±1三種空間取向不同的運(yùn)動狀態(tài)，有3個原子軌道，3d有m＝0、±1、±2五種空間取向，有5個原子軌道。因此應(yīng)改為：主量子數(shù)為3時，有9個原子軌道?！咀晕覚z測】1．下列電子層中，原子軌道的數(shù)目為4的是（）A．K層B．L層C．M層D．N層2．下列關(guān)于電子云的說法不正確的是()A.電子云是描述核外某空間電子出現(xiàn)的幾率密度的概念;B.電子云是電子在核內(nèi)外空間出現(xiàn)的幾率和幾率密度C.電子云有多種圖形,黑點(diǎn)圖只是其中一種;D.電子就象云霧一樣在原子核周圍運(yùn)動,故稱為電子云.3．描述一確定的原子軌道（即一個空間運(yùn)動狀態(tài)），需用以下參數(shù)（）A.n、lB.n、l、mC.n、l、m、msD.只需n4．n＝4時，m的最大取值為（）A.4B.±4C.3D.05．原子中電子的描述不可能的量子數(shù)組合是（）A.1，0，0，B.3，1，1，C.2，2，0，D.4，3，－3，6．多電子原子中，在主量子數(shù)為n，角量子數(shù)為l的能級上，原子軌道數(shù)為（）A.2l＋1B.n－1C.n－l＋1D.2l－17．玻爾理論不能解釋（）A.H原子光譜為線狀光譜B.在一給定的穩(wěn)定軌道上，運(yùn)動的核外電子不發(fā)射能量----電磁波C.H原子的可見光區(qū)譜線D.H原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)8．P軌道電子云形狀正確敘述為()A.球形對稱;B.對頂雙球;C.極大值在X.Y.Z軸上的紡錘形;D.互相垂直的梅花瓣形.9．首次將量子化概念應(yīng)用到原子結(jié)構(gòu)，并解釋了原子的穩(wěn)定性的科學(xué)家是（）A.道爾頓B.愛因斯坦C.玻爾D.普朗克10．在多電子原子中，具有自下列各組量子數(shù)的電子中能量最高的是（）A．3，2，＋1，B．2，1，＋1，C．3，1，0，D．3，1，－1，11．3d能級中原子軌道的主量子數(shù)為，角量子數(shù)為，該能級的原子軌道最多可以有種空間取向，最多可容納個電子。12．寫出具有下列指定量子數(shù)的原子軌道符號：⑴n＝2，l＝1；⑵n＝3，l＝0；⑶n＝5，l＝2；⑷n＝4，l＝3。探索提高13．原子中的電子，下面哪些量子數(shù)組是容許的?（）A.n＝3，l＝1，m＝－1B.n＝3，l＝1，m＝2C.n＝2，l＝2，m＝－1D.n＝6，l＝0，m＝014．關(guān)于下列對四個量子數(shù)的說法正確的是()A.電子的自旋量子數(shù)是?,在某一個軌道中有兩個電子,所以總自旋量子數(shù)是1或是0B.磁量子數(shù)m=0的軌道都是球形的軌道C.角量子數(shù)l的可能取值是從0到n的正整數(shù)D.多電子原子中,電子的能量決定于主量子數(shù)n和角量子數(shù)l15．2p軌道的磁量子數(shù)可能有（）A.1，2B.0，1，2C.1，2，3D.0，＋1，－116．n.l.m確定后,仍不能確定該量子數(shù)組合所描述的原子軌道的()