高二化学原子结构模型学案

【自学目标】

1、了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态；

2、知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子，并了解其应用。

3、了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律。

4、了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型方法在探索原子结构中的应用。

5、知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。

【自学助手】

1、原子结构理论发展史：1803年提出原子是一个“实心球体”的是英国化学家，1903年汤姆逊提出原子结构的“ ”模型，1911年卢瑟福提出了原子结构的模型，1913年玻尔提出的原子结构模型，建立于20世纪20年代中期的模型已成为现代化学的理论基础。

2、光谱分为和，氢原子光谱为。为了解释原子的稳定性和的实验事实，丹麦科学家波尔在原子模型的基础上提出了的

原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自在不同能量的上的跃迁，而电子所处的的能量是。

3、核外电子的运动状态是由四个量子数决定的。其中，主量子数n的取值为…，对应的符号为…，n越大，表明电子离核的平均距离、能量，因此将n值所表示的电子运动状态称为。在多电子原子中，角量子数l与一起决定着原子轨道的能量，若两个电子所取的n、 l值均相同，就表明这两个电子具有。

对于确定的n值，l的取值共个，分别是…，对应的符号为…，在一个电子层中，l 有多少个取值，就表示该电子层有多少个不同的（也称亚层）。对每一个确定的l，m值可取，…，共个值；处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有种，分别用来表示。一旦确定了n、 l和m，就确定了即原子轨道，再加上，即可完整描述原子中的电子运动状态。

4、4p轨道的主量子数为，角量子数为，该亚层的轨道最多可以有种空间取向，最多可容纳个电子。

【思维点拨】

【例题1】

下列各电子层中不包含d亚层的是

A、N电子层

B、M电子层

C、L电子层

D、K电子层

【解答】

本题考查学生对四个量子数的掌握情况。在一个多电子的原

子中，若两个电子所占据原子轨道的n、l相同，就表明这两个电

子具有相同的能量，我们就用电子亚层(或能级)来表达n、l相同

电子运动状态。对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3…、(n-1)，对应符号为s、p、d、f…。所以，当n＝1(K电子层)时，l＝0，即为s亚层；当n＝2(L电子层)时，l＝0，1，即为s

亚层和p亚层；当n＝3(M电子层)时，l＝0，1，2，即为s亚

层、p亚层和d亚层；当n＝4(N电子层)时，l＝0，1，2，3，即

为s亚层、p亚层、d亚层和f亚层。

【答案】

【例题2】

下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？(1)

s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形。(2) 主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。(3)

主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。

【解答】

本题是涉及电子云及量子数的概念题。必须从基本概念出

发，判断正误。

(1)不正确，因为电子运动并无固定轨道。应改为：s电子在

核外运动电子云图像或概率分布呈球型对称，其剖面图是个圆。

而p电子云图或概率分布呈哑铃型，其剖面图是∞形。(2)不正确，因为n＝1，l＝0，m＝0，只有一个1s原子轨道。应改为主量子数为1时，在1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。(3)不正确，因为n＝3时，l只能取0、1、2，所以没有3f。另外3s、

3p、3d的电子云形状不同，3p还有m＝0、1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有m＝0、1、2五种空间取向，有5个原子轨道。因此应改为：主量子数为3时，有9个原子轨道。

【自我检测】

1、下列电子层中，原子轨道的数目为4的是（）

A、K层

B、L层

C、M层

D、N层

2、下列关于电子云的说法不正确的是( )

A、电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念;

B、电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度

C、电子云有多种图形,黑点图只是其中一种;

D、电子就象云雾一样在原子核周围运动,故称为电子云、

3、描述一确定的原子轨道（即一个空间运动状态），需用以下参数（）

A、 n、l

B、 n、l、m

C、 n、l、m 、ms

D、只需n

4、n＝4时，m的最大取值为（）

A、4

B、4

C、3

D、 05、原子中电子的描述不可能的量子数组合是（）

A、1，0，0，

B、3，1，1，

C、2，2，0，

D、4，3，－3，

6、多电子原子中，在主量子数为n，角量子数为l的能级上，原子轨道数为（）

A、2l＋1

B、 n－1

C、 n－l＋1

D、2l－

17、玻尔理论不能解释（）

A、 H原子光谱为线状光谱

B、在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量----电磁波

C、 H原子的可见光区谱线

D、 H原子光谱的精细结构

8、 P轨道电子云形状正确叙述为( )

A、球形对称;

B、对顶双球;

C、极大值在X、Y、Z轴上的纺锤形;

D、互相垂直的梅花瓣形、9、首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是（）

A、道尔顿

B、爱因斯坦

C、玻尔

D、普朗克

10、在多电子原子中，具有自下列各组量子数的电子中能量最高的是（）

A、3，2，＋1，

B、2，1，＋1，

C、3，1，0，

D、3，1，－1，

11、3d能级中原子轨道的主量子数为，角量子数为，该能级的原子轨道最多可以有种空间取向，最多可容纳个电子。

12、写出具有下列指定量子数的原子轨道符号：⑴ n＝2，l ＝1 ；⑵ n＝3，l＝0 ；⑶ n＝5，l＝2 ；⑷ n＝4，l＝3 。探索提高

13、原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的? （）

A、 n＝3，l＝1，m＝－1

B、 n＝3，l＝1，m＝2

C、 n＝2，l＝2，m＝－1

D、 n＝6，l＝0，m＝0

14、关于下列对四个量子数的说法正确的是( )

A、电子的自旋量子数是,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0

B、磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道

C、角量子数l的可能取值是从0到n的正整数

D、多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l

15、2p轨道的磁量子数可能有（）

A、1，2

B、 0，1，2

C、1，2，3

D、 0，＋1，－1

16、 n、 l、m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( )

A、数目

B、形状

C、能量

D、所填充的电子数目

17、假定有下列电子的各组量子数，其中n正确，请指出哪几组不能存在，为什么？ABCDEFn133224l1120-13m121012ms－

1+1/2-1/20+1/22

18、当n＝4时，l的可能值是多少? 轨道的总数是多少？最多容纳的电子数是多少？[参考答案]http://www、DearEDUZZZ

1、B

2、 D

3、 B

4、 C

5、 C

6、 A

7、 D

8、 C

9、 C

10、 A

11、3；2；5；10

12、⑴2p；⑵3s；⑶5d；⑷4f

13、 AD

14、 D

15、 D

16、D

17、第A组不存在，对于确定的n值，l可取0～(n-1)，当n ＝1时，l只能等于0；第B组不存在，因为对于每一个确定的n、l值，m可取0，1，2，…l，该组中l＝1，所以，m只能取0，1；第C组存在；第D组存在；第E组不存在，对于确定的n 值，l可取0～(n－1)，不可取负数；

第F组不存在，因为自旋量子数ms只能取1/2两个值。

18、当n＝4时，l的可能值是0，1，2，3轨道总数：共有16条轨道。电子总数：32