1、1第 1 节 原子结构模型课堂合作探究问题导学一、光谱活动与探究 1(1)什么是光谱？光谱的形状是怎样的？(2)原子光谱如何分类？迁移与应用下列关于光谱的说法正确的是( )A炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱B氢原子光谱是连续光谱C气体发出的光只能产生线状光谱D甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱对于氢原子而言，电子处在 n1 的轨道时能量最低，称为基态；能量高于基态的状态，称为激发态。二、量子数活动与探究 2(1)主量子数 n 的意义是什么？(2)角量子数 l 有什么意义？(3)磁量子数 m 有什么意义？磁量子数 m 和角量子数 l 有什么关系？(4)自旋磁量
2、子数 ms有什么意义？迁移与应用主量子数 n3 时，电子的空间运动状态(即原子轨道)有( )A4 种 B7 种C8 种 D9 种1主量子数 n 决定轨道能量高低；2氢原子核外只有一个电子，能量只由主量子数 n 决定；3角量子数 l 决定原子轨道的形状；4磁量子数 m 决定原子轨道在空间的伸展方向。当堂检测1下列说法正确的是( )A氢原子光谱是连续光谱B “量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点C玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱D原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运动着2下列关于电子云的说法不正确的是( )As 电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而
3、 p 电子是走字形Bs 轨道都是球形轨道C电子云密集的地方，电子在那里出现的概率大D电子云图是形象地描述电子在空间单位体积内出现概率大小的图形3原子的吸收光谱是线状的而不是连续的，主要原因是( )A原子中电子的能量高低B外界条件的影响C仪器设备的工作原理D原子轨道的能量是量子化的4下列图像表述的现象与电子的跃迁无关的是( )25当 n 和 l 确定时，磁量子数( m)决定了原子轨道在空间的伸展方向共有多少种( )A m B n lC2 n D2 l16下列说法正确的为( )A只用 n、 l，就能确定一个原子轨道B原子轨道的能量在任何原子中都必须取决于 n、 lC要描述一个电子的运动状态必须用四
4、个量子数 n、 l、 m 和 msD对于碳原子来说，由于原子核外有六个电子，所以可以找到四个量子数完全相同的情况答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究 1：(1)答案：许多物质都能够吸收光或发射光。为了研究物质的这种性质，人们利用仪器将物质吸收光或发射光的波长和强度分布记录下来，就得到所谓的光谱。若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱。例如，阳光形成的光谱即为连续光谱。若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长的、彼此分立的谱线组成的，则所得到的光谱为线状光谱。原子所形成的光谱原子光谱即为线状光谱，人们可以通过原子光谱来了解原子发光的原理，
5、进而认识原子结构的有关情况。(2)答案：原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种：原子的发射光谱是处于高能级的电子向低能级跃迁时，以光能的形式释放能量所产生的；在原子发射光谱中，一般通过加热样品的方法使其处于激发状态。原子吸收光谱是处于低能级的电子受外界提供的合适频率的射线照射时，吸收射线跃迁到较高能级所产生的，不同种类原子的电子能级不同，因而吸收射线的频率 不同，据此可以分析被测样品中含有的原子种类，根据吸收强度可以测定该原子的含量。所以，当原子中电子由较高能级 E2跳回到较低能级 E1时，就会以电磁辐射的形式向外放出能量，因而出现了光谱线，其频率为：3 (E2 E1)1h式中 h 为常数。因此，我
6、们可以用相应于起始和终止状态中外层电子的跃迁来分析光谱。迁移与应用：A 解析：氢原子光谱是线状光谱，所以 B 选项不对；气体发光时，若是高压气体发光形成连续光谱，若是稀薄气体发光形成线状光谱，故 C 选项也不对；甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，看到的是乙物质的吸收光谱，故 D 选项也不对。所以上述选项中只有 A 正确。活动与探究 2：(1)答案：主量子数在确定电子运动的能量时起主要作用。当主量子数增大时，电子的能量随着增大，其电子离核的平均距离也相应增大。在一个原子内，具有相同主量子数的电子，近乎在同样的空间范围内运动，故 n 相同的电子空间运动状态称为一个电子层。常用的电子层符号如下
7、：主量子数 n 1 2 3 4 5 6 7电子层符号 K L M N O P Q(2)答案：量子数 l 称为角量子数。对于给定的 n 值， l 共有 n 个值，且 l 只能取小于n 的正整数。角量子数 l 0 1 2 3 (n1)对应的能级符号 s p d f 角量子数 l 确定了原子轨道的形状。在多电子原子中与主量子数 n 一起决定电子的能级，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能级。(3)答案：科学实验发现，在没有外磁场时，量子数 n、 l 相同的状态的能量是相同的；有外磁场时，这些状态的能量就不同了。我们用磁量子数 m 来标记这些状态。磁量子数 m 决定原子轨
8、道在空间的取向。某种形状的原子轨道，可以在空间取不同的伸展方向，而得到几个空间取向不同的原子轨道。磁量子数的取值范围是： m0、1、2 l，共有(2 l1)个值。磁量子数 m 与角量子数 l 的关系和它们确定的空间运动状态数如下：l m 空间运动状态数0 0 s 轨道，1 种1 1,0，1 p 轨道，3 种(记为 px、p y和 pz)2 2，1,0，1，2 d 轨道，5 种(记为dxy、d xz、d yz、d x2y2 、d z2)3，2，1，30，1，2，3 f 轨道，7 种这样，一旦确定了 n、 l 和 m，就确定了原子核外电子的空间运动状态，即确定了一个原子轨道。(4)答案：电子除有轨
9、道运动外还有自旋运动。自旋运动有两种，用自旋磁量子数 ms表示，其值取 或 ，相当于在同一个原子轨道中可容纳自旋运动状态相反的两个电子，12 12通常也用“”和“”表示。迁移与应用：D 解析：主量子数 n3 的原子轨道有 3s(1 个原子轨道),3p(3 个伸展方向，即 3 个原子轨道),3d(5 个伸展方向，即 5 个原子轨道)共 9 个原子轨道。【当堂检测】1B 2A3D 解析：原子轨道之间的能量变化是不连续的，是量子化的，从而造成了原子的线状吸收光谱。4A 解析：平面镜成像过程中没有发生能量变化，故与电子的跃迁无关。5D 解析：根据 m 与 l 的关系：对于一个确定的 l， m 共有(2 l1)个值，所以应选D。6C 解析：原子轨道是由 n、 l、 m 三个量子数决定的；要描述一个电子的运动状态4必须用 n、 l、 m、 ms四个量子数；在任何原子中没有运动状态完全相同的两个电子，即找不到四个量子数完全相同的情况；在单电子原子如氢原子中，原子轨道的能量只由 n 决定。
