原子结构量子力学描述.ppt

* * 教学目标: 1.初步认识原子结构的量子力学模型，能用n、l、m描述核外电子的空间运动状态，并对原子轨道形成较为科学的认识。 2.感悟科学假说模型在原子结构建立中重要作用。 3.通过原子结构量子力学模型建立的历史，感受科学家在科学创造中的丰功伟绩。 第1节 原子结构模型 第二课时 光谱 核外电子运动状态 玻尔模型构建思想 能量量子化 决定 解释 反映 科学实验 假说 模型 标记 表征 量子数 核外电子分层排布 钠原子的线状光谱图（每条谱线代表一定波长的光） 交流研讨： 多电子原子中的电子从nx→ny产生多条谱线的可能原因？请提出你的假说。 交流·研讨 多电子原子光谱的挑战 多条谱线，如：330nm、568nm 、589nm、1140nm １条谱线 电子从n=4　→ n=３ 电子从n=4　→ n=３ 多电子原子光谱实验 （钠原子为例） 单电子原子光谱实验 　（氢原子） 归纳·整理 多电子原子的光谱 （nx→ny跃迁产生多条谱线） 标记 表征 量子数n 主量子数n 角量子数l 电子层能量细分 解释 20世纪20年代 量子力学诞生 　多电子原子中电子运动区域的复杂性 反映 M n=3 4 d d 2 4 p p 1 N n=4 4 s s 0 3 d d 2 3 p p 1 3 s s 0 4 f f 3 2 p 2 s 1 s 如何表示不同电子层不同能量的状态 p 1 s s 符号 L K 符号 0 n=2 0 n=1 取值 取值 角量子数l 主量子数n 迁移·应用 多电子原子的电子在某区域具有的能量要有n和l共同决定！ 能级 主量子数n确定的电子层能量细分情况 　多电子原子中电子运动的区域 多电子原子的光谱 （nx→ny跃迁产生多条谱线） 标记 决定 主量子数n 角量子数l 能级 反映 解释 归纳·整理 量子力学诞生 外磁场下电子跃迁情况 谱线情况 此光谱实验蕴涵着怎样的原子结构信息？ 3s能级 3p能级 无外磁场下电子跃迁情况 谱线情况 观察·思考 外磁场下钠原子光谱能级分裂 归纳·整理 　核外电子的空间运动状态 反映 主量子数n 角量子数l 磁量子数m 标记 解释 量子力学 原子轨道 外磁场下光谱分裂现象 外磁场下 能级分裂 解释 量子力学的诞生和三个量子数(n, l, m) 追根·寻源 作为微观粒子的电子不同于宏观物体具有波动性，人们不能同时准确测定其位置和速度！研究核外电子运动必须依据这个事实。玻尔理论引入的能量量子化观点虽部分反映了微观粒子的特点，但它是在描述宏观物体运动的方式一卢瑟福行星模型基础上硬生生的加入了量子化观点，缺乏革命的彻底性。因此，玻尔理论的陨落带有历史的必然性。它只是“量子力学”诞生之前量子论的一次尝试,是量子力学发展的序幕。 奥地利科学家薛定谔吸取了玻尔理论的经验和教训。他从微粒的波动性出发，于1926年建立了著名的符合微观粒子运动特点的量子力学波动方程，宣告了玻尔理论的终结，宣告人类从此迈入了量子力学时代。 此方程中，微观粒子的运动状态用波函数来描述，求解不同原子的薛定谔方程，可得到用来标记该原子电子运动状态的三个量子数(n, l, m)和相应的原子轨道能E 。在这个意义上说，可以把原子轨道视为在三维空间找到某电子运动的一个区域。 科学实验证明了微观粒子的运动状态遵从量子力学所揭示出的规律，该理论迅速成为研究原子、分子结构、化学键形成、晶体结构与性质、有机合成等的有力工具，促进了现代化学的诞生和发展，使化学进入理论计算和实验并重的时代。