原子结构模型讲稿

电子云：
用单位体积内小点的疏密程度来描述核外电 子在原子核外单位体积空间出现的概率的大小所 得的图形叫做电子云。（一般用小黑点表示）
电子云中的小黑点意义：
每个小黑点并不表示原子核外的一个电子, 而是表示电子在此空间出现的机会（或概 率）。
电子云密度大的区域说明电子出现的机会 多，而电子云密度小的区域说明电子出现的 机会少。
实际上，原子很稳定，有一定大小，并没有发生 这种电子同原子核碰撞的情况。这又怎样解释呢？
人类认识原子的历史
波 尔 原 子 模 型
1913年，玻尔建立了核外电子分层排布 的原子结构模型
德谟克利特：朴素原子观 道尔顿：原子学说
1803
汤姆生：“葡萄干布丁” 模型 1903
卢瑟福： 原子结构的核式模型 1911
d 能 级 的 原 子 轨 道
d能级的原子轨道有5个.
f能级的原子轨道有7个.
（1）原子轨道的类型
出近代原子学说，他认为原子是微 小的不可分割的实心球体。
人类认识原子的历史
• 1903年，汤姆逊发现电子，并提出
原子结构的“葡萄干布丁”模型，开 始涉及原子内部的结构
人类认识原子的历史
卢
瑟
福
原
子
1911年，卢瑟福根据
模
α粒子散射实验，提
型
出“核式”原子结构
模型
卢瑟福的原子结构理论遇到的问题
根据已经知道的电磁运动的规律，电子在运动的 时候会放出电磁波（能量）。因此，绕着原子核旋转 的电子，因为能量逐渐减小，应当沿着一条螺旋形的 轨道转动，离中心的原子核越来越近，最后碰在原子 核上。这样一来，原子就被破坏了。
问题：
不同元素的原子所含有的电子数是不同的， 在多电子的原子中，各个电子在原子核外 的运动状态是否相同呢？各个电子具有的 能量是否一样呢？
1.电子层：按电子能量的高低及离核远近划分
电子层： K L M N O P Q
离核远近：近
远
能量高低：低
高
1234567 K LMN O P Q
2. 能级
量子力学研究表明，处于同一电子层的原 子核外电子，所具有的能量也可能不相同，电 子云的形状可能不完全相同，因此，对同一个 电子层，还可分为若干个能级。
n=1时，有1个s能级
n=2时，有1个s能级和1个p能级
n=3时，有1个s能级、1个p能级和1个d能级
n=4时，有1个s能级、1个p能级、1个d能级和1 个f能级
3. 原子轨道
原子中的单个电子的空间运动状态用原子 轨道表示。
轨道的类型不同，轨道的形状也不同
用s、p、d、f分别表示不同形状的轨道
形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不 同的伸展方向
S能级的原子轨道图
所有的S能级原子轨道都是 球 形的， 电子层序数越大原子轨道的半径越大 S能级只有 1 个轨道
P能级的原子轨道
z
z
z
y
y
y
x
x
x
P的原子轨道是 哑铃（或纺锤） 形
每个P能级有_____3__个轨道，它们互相垂直，
分别以___P__x、___P_y__、___P_z___为符号 这三个轨道的能量相等。 P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而__增__大_
2）能量分布
不同轨道上运动的电子具有不同的能量，而且能量 是量子化的，即“一份一份”的，不能任意连续变 化而只能取某些不连续的值
基态 ：原子能量最低的定态。 激发态 ：能量高于基态的状态。
3）电子跃迁
电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸 收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能 量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。
核外电子的 运动特征：
速度极快、永不停止 质量小，运动空间极小 无固定运动轨迹
这说明核外电子的运动不能用经典的运动学和力学 来描述（不能同时准确地测定它的位置和速度）， 科学家采用统计的方法来描述电子在原子核外某一 区域出现机会的多少。
氢原子的电子云
➢小黑点的疏密表示电子在核外空间单 位体积内出现的概率的大小。
这种能量以光的形式释放出来，所以就产生光谱。 ▲氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态
跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释 放出的能量不同，因此产生光的波长不同。
一、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1、玻尔原子结构模型要点：
（1）电子在具有确定半径圆周轨道上绕原 子核运动，并且不辐射能量；
E = E2- E1= h (=c/)
为什么氢光谱是线状光谱？
n=4 n=3 n=2 n=1
吸收能量 释放能量
氢原子从一个电子 层跃迁到另一个电 子层时，吸收或释 放一定的能量，就 会吸收或释放一定
波长的光， 所以得到线状光谱
回过头来看玻尔的理论
玻ห้องสมุดไป่ตู้原子结构模型 （1）行星模型 点拨：这里的“轨道”实际上就是我们现在所说的电子层。 （2）定态假设 点拨：玻尔原子结构理论认为：同一电子层上的电子能量完全相同。 （3）量子化条件 点拨：量子化条件的内涵是 各电子层能量差的不连续性。 （4）跃迁规则 ▲原子光谱产生的原因：电子由激发态跃迁到基态会释放出能量，
原子结构模型课件
绚丽壮观的焰火增加了节日欢乐的气氛， 都市夜空色彩夺目的美景会给你留下不可磨 灭的记忆。你是否想过，这给你带来惊异和 欢乐的美景是如何产生的？是什么产生了这 不同颜色的光？
这一节内容的学习，将会帮助我们揭 开其中的秘密。
一、原子结构理论发展史：
一、人类认识原子的历史
道 尔 顿 原 子 模 型 • 19世纪初，英国科学家道尔顿提
（2）在不同轨道上运动的电子具有不同的 能量，能量是量子化的。
（3）电子发生跃迁时，才会不连续的辐射 或吸收能量
贡献？
二、原子核外电子的运动特征
运动物体 汽车 炮弹 人造卫星 宇宙飞船 电子
速率（Km/S) 0.03 2
7.8
11 2200
乒乓球直径 410-2 m
核外电子运动空间范围 n10-10 m
玻尔：核外电子分层排布的原 子结构模型
现代量子力学模型
1913 1926
核外电子的运动状态是怎样的？ 科学家通过研究光谱现象，进一步研究核 外电子的运动状态。 通过实验表明氢原子光谱是线状光谱
玻尔利用核外电子分层排布的原子结构模 型成功的解释了这一实验事实。
了解几个概念
1）运动轨迹
原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道（orbit） 上绕核运动时，并不吸收能量，也不辐射能量，电 子处于定态。