資源簡介 第1節 原子結構模型第1課時 氫原子光譜和玻爾的原子結構模型(基礎課)素養 目標 1.通過了解有關核外電子運動模型的歷史發展過程,體會科學家在科學探究中的艱辛和豐功偉績。 2.知道電子運動的能量狀態具有量子化的特征(能量不連續),電子可以處于不同的能級,在一定條件下會發生激發與躍遷。舊知 回顧 1.組成物質的微粒主要有分子、原子、離子; 2.構成原子的微粒有質子、中子和電子; 3.一般情況下,構成原子核的微粒有質子和中子; 4.原子中帶正電的微粒是質子,帶負電的微粒是電子; 5.焰色試驗(焰色反應) (1)概念:多種金屬或其化合物在灼燒時能使火焰呈現特殊的顏色。 (2)常見金屬元素的焰色 金屬元素NaKCaBaCu焰色黃淺紫磚紅黃綠藍綠(3)用途:焰色試驗可以判斷某種元素的存在、制造焰火等。1.原子結構模型的發展歷程——道爾頓原子論|——湯姆孫“葡萄干布丁”模型|——盧瑟福核式模型|——玻爾原子結構排布模型| ——量子力學模型2.光譜和氫原子光譜(1)光譜①概念:利用原子光譜儀將物質吸收的光或發射的光的頻率(或波長)和強度分布記錄下來的譜線。②形成原因:電子在不同軌道間躍遷時,會輻射或吸收能量。(2)氫原子光譜:屬于線狀光譜。 氫原子核外只有1個電子,氫原子光譜是否只有1條譜線?提示:否。氫原子電子躍遷到不同原子軌道時產生不同的光譜譜線。3.玻爾原子結構模型(1)基本觀點運動軌跡 原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞原子核運動,并且不輻射能量能量分布 在不同軌道上運動的電子具有不同的能量,而且能量是量子化的。軌道能量隨n(量子數)值(1、2、3、…)的增大而升高 對氫原子而言,電子處在n=1的軌道時能量最低,稱為_基態;能量高于基態能量的狀態,稱為激發態電子躍遷 電子在能量不同的軌道之間躍遷時,輻射或吸收的能量以光的形式表現出來并被記錄時,就形成了光譜(2)貢獻①成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實驗事實。②闡明了原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷,指出了電子所處的軌道的能量是量子化的。 如圖是氫原子的兩個光譜,分別是發射光譜和吸收光譜。兩者有什么共同點?提示:氫原子光譜是線狀的,且是不連續的。原子的能量狀態與光譜的關系氫原子光譜:實驗表明:氫原子在一般情況下并不輻射能量;氫原子光譜不是連續光譜,而是線狀光譜。1.電子躍遷是不是僅指電子由基態躍遷至激發態?提示:不是。電子在不同軌道中的躍遷均屬于電子躍遷,可由高能量的軌道躍遷至低能量的軌道,也可以由低能量的軌道躍遷至高能量的軌道。2.氫原子光譜為什么是線狀光譜?提示:在不同軌道上運動的電子能量不同,且能量值是不連續的,氫原子的電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時,吸收或輻射一定的能量,就會吸收或發射具有一定頻率的光,并被原子光譜儀記錄下來,得到線狀光譜。1.基態、激發態與原子光譜(1)原子光譜:不同元素原子中的電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用原子光譜儀攝取各種元素原子的電子的吸收光譜或發射光譜。(2)基態、激發態與原子光譜的關系2.玻爾的原子結構模型(1)原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷;(2)電子所處的軌道的能量是量子化的;(3)電子躍遷吸收(或輻射)的能量也是量子化的。1.下列圖片中所發生的現象與電子躍遷無關的是( )A.燃放煙花 B.霓虹燈廣告 C.燃燒蠟燭 D.平面鏡成像D [平面鏡成像為物理學原理中的光學現象,與電子躍遷無關。]2.下列關于同一種原子中的基態和激發態說法中,正確的是( )A.基態時的能量比激發態時高B.激發態時比較穩定C.由基態轉化為激發態過程中吸收能量D.電子僅由激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜C [處于最低能量狀態的原子叫作基態原子,基態時的能量比激發態時低,A錯誤;基態時的能量低、穩定,激發態時能量高、不穩定,B錯誤;基態轉化為激發態是由低能量狀態轉成高能量狀態,轉化過程中要吸收能量,C正確;電子由基態躍遷到激發態需要吸收能量,從由激發態躍遷到基態需輻射能量,電子由激發態躍遷到基態時會產生原子發射光譜,電子由基態躍遷到激發態時會產生吸收光譜,D錯誤。]3.(雙選)下列說法中正確的是( )A.鈉的焰色試驗呈現黃色,是電子由激發態躍遷到基態時吸收能量產生的B.利用玻爾原子結構模型可以較好地解釋氫原子光譜為線狀光譜C.原子的吸收光譜是線狀的而不是連續的,主要原因是原子軌道的能量是量子化的D.1913年,玻爾根據原子光譜實驗建立了核外電子分層排布的原子結構模型,他認為在不同軌道上運動的電子具有相同的能量,能量值是連續的BC [A.鈉的焰色試驗是電子由激發態躍遷到基態時輻射能量產生的,A錯誤;玻爾提出的觀點中只引入一個量子數n,解釋氫原子光譜是線狀光譜,B正確;C.原子軌道之間的能量變化是不連續的,是量子化的,從而造成原子的線狀吸收光譜,故C正確;D.1913年,玻爾根據原子光譜實驗建立了核外電子分層排布的原子結構模型,他認為在不同軌道上運動的電子具有不同的能量,能量值是不連續的,故D錯誤。][教材 追根尋源]當氫原子的一個電子從第二能級躍遷到第一能級時,發射出光的波長是121.6 nm;當電子從第三能級躍遷到第二能級時,發射出光的波長是656.3 nm。已知h為6.626×10-34J·s,C為2.998×108m·s-1。試回答:(1)哪一種光子的能量大?說明理由。(2)求氫原子中電子的第三和第二能級的能量差及第二和第一能級的能量差。說明原子中的能量是否連續。[解析] (1)由公式E=hν得E=,λ愈小,E愈大,所以第一種光子能量大。(2)由公式ΔE=,可得(代入題中數據)ΔE2→1≈1.63×10-18 J,ΔE3→2≈3.03×10-19 J。[答案] (1)第一種光子的能量大。由公式E=hν得E=,λ愈小,E愈大,所以第一種光能量大。(2)ΔE2→1≈1.63×10-18 J,ΔE3→2≈3.03×10-19 J,原子中的能量是不連續的。1.(雙選)下列實驗事實與原子結構模型建立的關系正確的是( )A.陰極射線實驗發現電子:湯姆孫的“葡萄干布丁”模型B.α粒子散射實驗發現原子核:盧瑟福核式模型C.氫原子光譜:盧瑟福核式模型D.α粒子散射實驗發現電子:湯姆孫原子結構模型AB [A選項,湯姆孫在發現電子的基礎上提出了“葡萄干布丁”模型,故A正確;B選項,盧瑟福根據α粒子散射實驗提出原子結構核式模型,故B正確,C錯誤;D選項,湯姆孫發現電子,提出“葡萄干布丁”模型,故D錯誤。]2.如圖①②③原子結構模型中依次符合盧瑟福、道爾頓、湯姆孫的觀點的是( )A.①②③ B.③①②C.③②① D.②①③B [盧瑟福提出了原子結構的核式模型,道爾頓認為原子是一個實心的球體,湯姆孫發現了電子,并提出了原子結構的“葡萄干布丁”模型。]3.最早成功解釋了氫原子光譜為線狀光譜的原子結構模型是( )A.盧瑟福核式模型B.玻爾原子結構模型C.量子力學模型D.湯姆孫“葡萄干布丁”模型B [玻爾的原子結構模型最早成功解釋了氫原子光譜是線狀光譜。湯姆孫“葡萄干布丁”模型只解釋了原子中存在電子的問題。盧瑟福核式模型是根據α粒子散射實驗提出來的,解決了原子核的問題(帶正電的部分集中在一個核上)。量子力學模型是在量子力學理論的基礎上提出的,能解釋復雜的原子光譜現象。]4.下列敘述不正確的是( )A.原子的核外電子處于能量最低的狀態稱為基態B.原子的核外電子吸收能量而高于基態能量的狀態稱為激發態C.焰色是電子從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道時產生的D.原子的核外電子由能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,輻射的能量可能以光的形式表現出來C [基態是電子按構造原理的順序進入原子核外的軌道,此時整個原子的能量最低,基態原子是處于最低能量狀態的原子,A項正確;激發態為基態原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高的能級,此時原子的能量較基態高,B項正確;焰色是電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時產生的,C項錯誤;原子的核外電子由能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,會輻射能量,發光是輻射能量的主要形式之一,D項正確。]5.回答下列問題:(1)電子躍遷是如何完成的? ________________________________________________________________________________________________________________。是物理變化還是化學變化? ____________________________________________。(2)許多金屬鹽都可以發生焰色試驗,請用原子結構的知識解釋其原因:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案] (1)電子躍遷是通過吸收能量或輻射能量而完成的 物理變化(2)金屬原子吸收能量從基態躍遷到激發態后,電子從高能級軌道躍遷回低能級軌道時,將能量以光的形式輻射出來課時分層作業(一) 氫原子光譜和玻爾的原子結構模型(選擇題只有一個選項符合題目要求)1.1913年,丹麥科學家玻爾第一次認識到氫原子光譜是氫原子的電子躍遷產生的。玻爾的原子結構模型,一個很大的成就是( )A.證明了原子核外電子在圓形軌道上運動B.提出了原子核是可以進一步細分的C.解釋了氫原子光譜D.應用了量子力學理論中的概念和方法D [玻爾把量子論用于原子,與盧瑟福的核式模型結合起來,提出電子在一定軌道上運動的原子結構模型,成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的原因,為后來人們用更多的量子數來標記核外電子的運動狀態,來解釋復雜的原子光譜提供了可以借鑒的方法。所以D說法正確。]2.電子能量量子化的最好證明是( )A.線狀光譜 B.連續光譜C.α粒子散射實驗 D.電子脫離原子A [玻爾為了解釋氫原子的線狀光譜而提出的原子結構模型指出,電子在確定的軌道上運動,不吸收或輻射能量,只有躍遷時才吸收或輻射能量,這是電子能量量子化的最好證明。]3.元素Na的焰色試驗呈黃色,從能量變化的角度其光譜類型屬于( )A.發射光譜 B.吸收光譜C.連續光譜 D.線狀光譜A [元素Na的焰色試驗過程中核外電子發生了從低能級向高能級的躍遷,然后電子再從高能級躍遷到低能級,此過程輻射能量,輻射的能量以光的形式表現出來,所以屬于發射光譜。]4.(1)用鎂粉、堿金屬鹽及堿土金屬鹽等可以做成焰火。燃放時,焰火發出五顏六色的光,請用原子結構的知識解釋發光的原因: ______________________________________________________________________________________________。(2)根據原子光譜譜線分析結果,可以得到的認識是原子軌道能量變化是不連續的,這種情況又稱為原子的能量是________化的。[答案] (1)燃燒時,電子獲得能量,從低能級向高能級躍遷,躍遷到高能級的電子處于一種不穩定的狀態,它隨即就會回到原來的軌道,并向外界以光的形式輻射能量 (2)量子(選擇題有一個或兩個選項符合題目要求)5.下列敘述不正確的是( )A.原子模型是玻爾提出的B.盧瑟福核式模型可以準確地描述電子運動狀態C.原子半徑、核電荷數、核外電子排布共同決定了元素的性質D.無論原子種類是否相同,基態原子的能量總是低于激發態原子的能量BD [A.玻爾在盧瑟福核式模型基礎上,提出了核外電子分層排布的原子結構模型,A正確;B.盧瑟福核式模型驗證了原子中存在原子核,但并未準確說明核外電子運動狀態,B錯誤;C.原子半徑、核電荷數、核外電子排布共同決定了元素性質,C正確;D.同一種原子處于激發態時的能量一定高于處于基態時的能量,若原子種類不同,則不一定如此,所以D錯誤。]6.下列對焰色試驗的描述正確的是( )A.焰色試驗是單質的性質B.焰色試驗是物理變化C.焰色試驗是金屬原子失去電子時吸收能量產生的現象D.焰色試驗是金屬原子或離子中的電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態或基態時,將能量以光的形式輻射出來的現象BD [焰色試驗是金屬原子或離子中的電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態或基態時,將能量以光的形式輻射出來的現象,變化過程中并沒有新物質生成,是物理變化,而不是化學變化,B、D項符合題意。]7.1803年,英國化學家道爾頓提出了原子論,他認為一切物質都是由原子構成的,這些原子是微小的不可分割的實心球體。1911年,英國物理學家盧瑟福用一束平行高速運動的α粒子(α粒子是帶正電荷的氦原子核)轟擊金箔時(金原子的核電荷數為79,相對原子質量為197),實驗模擬圖如圖所示:(1)有一小部分α粒子改變了原來的運動路徑,原因是__________________________________________________________________________________________。(2)大多數α粒子不改變原來的運動方向,原因是______________________________________________________________________________________________。(3)極少數α粒子被彈了回來,原因是________________________________________________________________________________________________________。(4)按現在對原子、分子的認識,你認為道爾頓提出的近代原子學說中不確切的地方,請用“——”劃出,并在下方加以改正(可自行添加)。①___________________________________________________________________;②___________________________________________________________________。(5)金原子的核外電子數為_____________________,中子數為________。[解析] 分析實驗結果α粒子帶正電,大部分能穿透金箔,且不改變原來的方向,說明原子中大部分是空的;小部分改變運動方向,說明受到一個質量大、帶正電荷且電荷數大的微粒(即質量和電荷集中的部分)的作用,極小部分被彈回也說明α粒子正好碰上了這種比原子小得多的微粒——原子核。[答案] (1)α粒子途經金原子核附近時,受到原子核的斥力而改變了原來的運動方向(2)α粒子通過原子內的空隙(3)α粒子撞擊了金原子核而被彈回(或α粒子撞擊了帶正電荷、質量大、體積小的金原子核而被彈回)(4)① ②(5)79 11821世紀教育網(www.21cnjy.com)(共30張PPT)第1課時 氫原子光譜和玻爾的原子結構模型(基礎課)第1章 原子結構與元素性質第1節 原子結構模型素養目標 1.通過了解有關核外電子運動模型的歷史發展過程,體會科學家在科學探究中的艱辛和豐功偉績。2.知道電子運動的能量狀態具有量子化的特征(能量不連續),電子可以處于不同的能級,在一定條件下會發生激發與躍遷。舊知回顧 1.組成物質的微粒主要有分子、原子、離子;2.構成原子的微粒有質子、中子和電子;3.一般情況下,構成原子核的微粒有質子和中子;4.原子中帶正電的微粒是質子,帶負電的微粒是電子;5.焰色試驗(焰色反應)(1)概念:多種金屬或其化合物在灼燒時能使火焰呈現特殊的顏色。舊知回顧 (2)常見金屬元素的焰色(3)用途:焰色試驗可以判斷某種元素的存在、制造焰火等。金屬元素 Na K Ca Ba Cu焰色 黃 淺紫 磚紅 黃綠 藍綠必備知識 自主預習道爾頓 核式原子結構量子力學2.光譜和氫原子光譜(1)光譜①概念:利用原子光譜儀將物質____的光或____的光的頻率(或波長)和強度分布記錄下來的譜線。②形成原因:電子在不同軌道間____時,會輻射或吸收能量。(2)氫原子光譜:屬于____光譜。吸收發射躍遷線狀想一想 氫原子核外只有1個電子,氫原子光譜是否只有1條譜線?提示:否。氫原子電子躍遷到不同原子軌道時產生不同的光譜譜線。3.玻爾原子結構模型(1)基本觀點運動軌跡 原子中的電子在具有確定半徑的圓周軌道上繞______運動,并且不輻射能量能量分布 在不同軌道上運動的電子具有____的能量,而且能量是______的。軌道能量隨n(量子數)值(1、2、3、…)的增大而____對氫原子而言,電子處在n=1的軌道時能量最低,稱為_____;能量高于基態能量的狀態,稱為______電子躍遷 電子在能量不同的軌道之間躍遷時,輻射或吸收的能量以光的形式表現出來并被記錄時,就形成了____原子核不同量子化升高基態激發態光譜(2)貢獻①成功地解釋了氫原子光譜是________的實驗事實。②闡明了原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷,指出了電子所處的軌道的能量是量子化的。線狀光譜想一想 如圖是氫原子的兩個光譜,分別是發射光譜和吸收光譜。兩者有什么共同點? 提示:氫原子光譜是線狀的,且是不連續的。關鍵能力 情境探究[情境探究]氫原子光譜:原子的能量狀態與光譜的關系實驗表明:氫原子在一般情況下并不輻射能量;氫原子光譜不是連續光譜,而是線狀光譜。1.電子躍遷是不是僅指電子由基態躍遷至激發態?提示:不是。電子在不同軌道中的躍遷均屬于電子躍遷,可由高能量的軌道躍遷至低能量的軌道,也可以由低能量的軌道躍遷至高能量的軌道。2.氫原子光譜為什么是線狀光譜?提示:在不同軌道上運動的電子能量不同,且能量值是不連續的,氫原子的電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時,吸收或輻射一定的能量,就會吸收或發射具有一定頻率的光,并被原子光譜儀記錄下來,得到線狀光譜。[歸納總結]1.基態、激發態與原子光譜(1)原子光譜:不同元素原子中的電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用原子光譜儀攝取各種元素原子的電子的吸收光譜或發射光譜。(2)基態、激發態與原子光譜的關系2.玻爾的原子結構模型(1)原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷;(2)電子所處的軌道的能量是量子化的;(3)電子躍遷吸收(或輻射)的能量也是量子化的。[能力達成]1.下列圖片中所發生的現象與電子躍遷無關的是( )A.燃放煙花 B.霓虹燈廣告C.燃燒蠟燭 D.平面鏡成像D [平面鏡成像為物理學原理中的光學現象,與電子躍遷無關。]√2.下列關于同一種原子中的基態和激發態說法中,正確的是( )A.基態時的能量比激發態時高B.激發態時比較穩定C.由基態轉化為激發態過程中吸收能量D.電子僅由激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜√C [處于最低能量狀態的原子叫作基態原子,基態時的能量比激發態時低,A錯誤;基態時的能量低、穩定,激發態時能量高、不穩定,B錯誤;基態轉化為激發態是由低能量狀態轉成高能量狀態,轉化過程中要吸收能量,C正確;電子由基態躍遷到激發態需要吸收能量,從由激發態躍遷到基態需輻射能量,電子由激發態躍遷到基態時會產生原子發射光譜,電子由基態躍遷到激發態時會產生吸收光譜,D錯誤。]3.(雙選)下列說法中正確的是( )A.鈉的焰色試驗呈現黃色,是電子由激發態躍遷到基態時吸收能量產生的B.利用玻爾原子結構模型可以較好地解釋氫原子光譜為線狀光譜C.原子的吸收光譜是線狀的而不是連續的,主要原因是原子軌道的能量是量子化的D.1913年,玻爾根據原子光譜實驗建立了核外電子分層排布的原子結構模型,他認為在不同軌道上運動的電子具有相同的能量,能量值是連續的√√BC [A.鈉的焰色試驗是電子由激發態躍遷到基態時輻射能量產生的,A錯誤;玻爾提出的觀點中只引入一個量子數n,解釋氫原子光譜是線狀光譜,B正確;C.原子軌道之間的能量變化是不連續的,是量子化的,從而造成原子的線狀吸收光譜,故C正確;D.1913年,玻爾根據原子光譜實驗建立了核外電子分層排布的原子結構模型,他認為在不同軌道上運動的電子具有不同的能量,能量值是不連續的,故D錯誤。][教材鏈接][教材 追根尋源]當氫原子的一個電子從第二能級躍遷到第一能級時,發射出光的波長是121.6 nm;當電子從第三能級躍遷到第二能級時,發射出光的波長是656.3 nm。已知h為6.626×10-34J·s,C為2.998×108m·s-1。試回答:(1)哪一種光子的能量大?說明理由。(2)求氫原子中電子的第三和第二能級的能量差及第二和第一能級的能量差。說明原子中的能量是否連續。學習效果 隨堂評估1.(雙選)下列實驗事實與原子結構模型建立的關系正確的是( )A.陰極射線實驗發現電子:湯姆孫的“葡萄干布丁”模型B.α粒子散射實驗發現原子核:盧瑟福核式模型C.氫原子光譜:盧瑟福核式模型D.α粒子散射實驗發現電子:湯姆孫原子結構模型√243題號15√AB [A選項,湯姆孫在發現電子的基礎上提出了“葡萄干布丁”模型,故A正確;B選項,盧瑟福根據α粒子散射實驗提出原子結構核式模型,故B正確,C錯誤;D選項,湯姆孫發現電子,提出“葡萄干布丁”模型,故D錯誤。]243題號152.如圖①②③原子結構模型中依次符合盧瑟福、道爾頓、湯姆孫的觀點的是( )A.①②③ B.③①② C.③②① D.②①③23題號14√5B [盧瑟福提出了原子結構的核式模型,道爾頓認為原子是一個實心的球體,湯姆孫發現了電子,并提出了原子結構的“葡萄干布丁”模型。]3.最早成功解釋了氫原子光譜為線狀光譜的原子結構模型是( )A.盧瑟福核式模型B.玻爾原子結構模型C.量子力學模型D.湯姆孫“葡萄干布丁”模型23題號41√5B [玻爾的原子結構模型最早成功解釋了氫原子光譜是線狀光譜。湯姆孫“葡萄干布丁”模型只解釋了原子中存在電子的問題。盧瑟福核式模型是根據α粒子散射實驗提出來的,解決了原子核的問題(帶正電的部分集中在一個核上)。量子力學模型是在量子力學理論的基礎上提出的,能解釋復雜的原子光譜現象。]23題號4154.下列敘述不正確的是( )A.原子的核外電子處于能量最低的狀態稱為基態B.原子的核外電子吸收能量而高于基態能量的狀態稱為激發態C.焰色是電子從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道時產生的D.原子的核外電子由能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,輻射的能量可能以光的形式表現出來243題號15√C [基態是電子按構造原理的順序進入原子核外的軌道,此時整個原子的能量最低,基態原子是處于最低能量狀態的原子,A項正確;激發態為基態原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高的能級,此時原子的能量較基態高,B項正確;焰色是電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時產生的,C項錯誤;原子的核外電子由能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,會輻射能量,發光是輻射能量的主要形式之一,D項正確。]243題號155.回答下列問題:(1)電子躍遷是如何完成的? _________________________________________________。是物理變化還是化學變化? ____________。243題號15電子躍遷是通過吸收能量或輻射能量而完成的物理變化(2)許多金屬鹽都可以發生焰色試驗,請用原子結構的知識解釋其原因:________________________________________________________________________________________________________。金屬原子吸收能量從基態躍遷到激發態后,電子從高能級軌道躍遷回低能級軌道時,將能量以光的形式輻射出來 展開更多...... 收起↑ 資源列表 魯科版高中化學選擇性必修2第1章第1節第1課時氫原子光譜和玻爾的原子結構模型基礎課學案.docx 魯科版高中化學選擇性必修2第1章第1節第1課時氫原子光譜和玻爾的原子結構模型基礎課課件.ppt 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫