2019-2020年高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型2學(xué)案魯科版.doc

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2019-2020年高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)模型2學(xué)案魯科版 問題導(dǎo)學(xué) 一、光譜 活動與探究1 (1)什么是光譜？光譜的形狀是怎樣的？ (2)原子光譜如何分類？ 遷移與應(yīng)用 下列關(guān)于光譜的說法正確的是(　　) A．熾熱固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜 B．氫原子光譜是連續(xù)光譜 C．氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生線狀光譜 D．甲物質(zhì)發(fā)出的白光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣可得到甲物質(zhì)的吸收光譜 對于氫原子而言，電子處在n＝1的軌道時能量最低，稱為基態(tài)；能量高于基態(tài)的狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。 二、量子數(shù) 活動與探究2 (1)主量子數(shù)n的意義是什么？ (2)角量子數(shù)l有什么意義？ (3)磁量子數(shù)m有什么意義？磁量子數(shù)m和角量子數(shù)l有什么關(guān)系？ (4)自旋磁量子數(shù)ms有什么意義？ 遷移與應(yīng)用 主量子數(shù)n＝3時，電子的空間運動狀態(tài)(即原子軌道)有(　　) A．4種 B．7種 C．8種 D．9種 1．主量子數(shù)n決定軌道能量高低； 2．氫原子核外只有一個電子，能量只由主量子數(shù)n決定； 3．角量子數(shù)l決定原子軌道的形狀； 4．磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的伸展方向。 當(dāng)堂檢測 1．下列說法正確的是(　　) A．氫原子光譜是連續(xù)光譜 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 2．下列關(guān)于電子云的說法不正確的是(　　) A．s電子繞核旋轉(zhuǎn)，其軌道為一圓圈，而p電子是走∞字形 B．s軌道都是球形軌道 C．電子云密集的地方，電子在那里出現(xiàn)的概率大 D．電子云圖是形象地描述電子在空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率大小的圖形 3．原子的吸收光譜是線狀的而不是連續(xù)的，主要原因是(　　) A．原子中電子的能量高低 B．外界條件的影響 C．儀器設(shè)備的工作原理 D．原子軌道的能量是量子化的 4．下列圖像表述的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是(　　) 5．當(dāng)n和l確定時，磁量子數(shù)(m)決定了原子軌道在空間的伸展方向共有多少種(　　) A．m B．n＋l C．2n D．2l＋1 6．下列說法正確的為(　　) A．只用n、l，就能確定一個原子軌道 B．原子軌道的能量在任何原子中都必須取決于n、l C．要描述一個電子的運動狀態(tài)必須用四個量子數(shù)n、l、m和ms D．對于碳原子來說，由于原子核外有六個電子，所以可以找到四個量子數(shù)完全相同的情況 答案： 課堂合作探究 【問題導(dǎo)學(xué)】 活動與探究1：(1)答案：許多物質(zhì)都能夠吸收光或發(fā)射光。為了研究物質(zhì)的這種性質(zhì)，人們利用儀器將物質(zhì)吸收光或發(fā)射光的波長和強度分布記錄下來，就得到所謂的光譜。若由光譜儀獲得的光譜是由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨，則所得光譜為連續(xù)光譜。例如，陽光形成的光譜即為連續(xù)光譜。若由光譜儀獲得的光譜是由具有特定波長的、彼此分立的譜線組成的，則所得到的光譜為線狀光譜。原子所形成的光譜——原子光譜即為線狀光譜，人們可以通過原子光譜來了解原子發(fā)光的原理，進而認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的有關(guān)情況。 (2)答案：原子光譜有發(fā)射光譜和吸收光譜兩種：原子的發(fā)射光譜是處于高能級的電子向低能級躍遷時，以光能的形式釋放能量所產(chǎn)生的；在原子發(fā)射光譜中，一般通過加熱樣品的方法使其處于激發(fā)狀態(tài)。原子吸收光譜是處于低能級的電子受外界提供的合適頻率的射線照射時，吸收射線躍遷到較高能級所產(chǎn)生的，不同種類原子的電子能級不同，因而吸收射線的頻率ν不同，據(jù)此可以分析被測樣品中含有的原子種類，根據(jù)吸收強度可以測定該原子的含量。 所以，當(dāng)原子中電子由較高能級E2跳回到較低能級E1時，就會以電磁輻射的形式向外放出能量，因而出現(xiàn)了光譜線，其頻率為： ν＝(E2－E1) 式中h為常數(shù)。因此，我們可以用相應(yīng)于起始和終止?fàn)顟B(tài)中外層電子的躍遷來分析光譜。 遷移與應(yīng)用：A　解析：氫原子光譜是線狀光譜，所以B選項不對；氣體發(fā)光時，若是高壓氣體發(fā)光形成連續(xù)光譜，若是稀薄氣體發(fā)光形成線狀光譜，故C選項也不對；甲物質(zhì)發(fā)出的白光通過低溫的乙物質(zhì)蒸氣后，看到的是乙物質(zhì)的吸收光譜，故D選項也不對。所以上述選項中只有A正確。 活動與探究2：(1)答案：主量子數(shù)在確定電子運動的能量時起主要作用。當(dāng)主量子數(shù)增大時，電子的能量隨著增大，其電子離核的平均距離也相應(yīng)增大。在一個原子內(nèi)，具有相同主量子數(shù)的電子，近乎在同樣的空間范圍內(nèi)運動，故n相同的電子空間運動狀態(tài)稱為一個電子層。常用的電子層符號如下： 主量子數(shù)n 1 2 3 4 5 6 7 電子層符號 K L M N O P Q (2)答案：量子數(shù)l稱為角量子數(shù)。對于給定的n值，l共有n個值，且l只能取小于n的正整數(shù)。 角量子數(shù)l 0 1 2 3 …… (n－1) 對應(yīng)的能 級符號 s p d f …… 角量子數(shù)l確定了原子軌道的形狀。在多電子原子中與主量子數(shù)n一起決定電子的能級，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能級。 (3)答案：科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)，在沒有外磁場時，量子數(shù)n、l相同的狀態(tài)的能量是相同的；有外磁場時，這些狀態(tài)的能量就不同了。我們用磁量子數(shù)m來標(biāo)記這些狀態(tài)。 磁量子數(shù)m決定原子軌道在空間的取向。某種形狀的原子軌道，可以在空間取不同的伸展方向，而得到幾個空間取向不同的原子軌道。 磁量子數(shù)的取值范圍是：m＝0、1、2……l，共有(2l＋1)個值。磁量子數(shù)m與角量子數(shù)l的關(guān)系和它們確定的空間運動狀態(tài)數(shù)如下： l m 空間運動狀態(tài)數(shù) 0 0 s軌道，1種 1 ＋1,0，－1 p軌道，3種(記為px、py和pz) 2 ＋2，＋1,0，－1，－2 d軌道，5種(記為dxy、dxz、dyz、dx2－y2、dz2) 3 ＋3，＋2，＋1， f軌道，7種 0，－1，－2，－3 這樣，一旦確定了n、l和m，就確定了原子核外電子的空間運動狀態(tài)，即確定了一個原子軌道。 (4)答案：電子除有軌道運動外還有自旋運動。自旋運動有兩種，用自旋磁量子數(shù)ms表示，其值取＋或－，相當(dāng)于在同一個原子軌道中可容納自旋運動狀態(tài)相反的兩個電子，通常也用“↓”和“↑”表示。 遷移與應(yīng)用：D　解析：主量子數(shù)n＝3的原子軌道有3s(1個原子軌道),3p(3個伸展方向，即3個原子軌道),3d(5個伸展方向，即5個原子軌道)共9個原子軌道。 【當(dāng)堂檢測】 1．B　2．A 3．D　解析：原子軌道之間的能量變化是不連續(xù)的，是量子化的，從而造成了原子的線狀吸收光譜。 4．A　解析：平面鏡成像過程中沒有發(fā)生能量變化，故與電子的躍遷無關(guān)。 5．D　解析：根據(jù)m與l的關(guān)系：對于一個確定的l，m共有(2l＋1)個值，所以應(yīng)選D。 6．C　解析：原子軌道是由n、l、m三個量子數(shù)決定的；要描述一個電子的運動狀態(tài)必須用n、l、m、ms四個量子數(shù)；在任何原子中沒有運動狀態(tài)完全相同的兩個電子，即找不到四個量子數(shù)完全相同的情況；在單電子原子如氫原子中，原子軌道的能量只由n決定。