第1节原子结构模型(精)

第1节原子结构模型

【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】CD

【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、m s

D. 只需n

4．n＝4时，m的最大取值为（）

A. 4

B. ±4

C. 3

D. 0

5．原子中电子的描述不可能的量子数组合是（）

A. 1，0，0，21+

B. 3，1，1，2

1- C. 2，2，0，21- D. 4，3，－3，2

1- 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 －1 7．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，＋1，21+

B ．2，1，＋1，2

1- C ．3，1，0，21- D ．3，1，－1，2

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½,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( )