第八章原子结构和元素周期系-沈阳药科大学精品课程建设VIP免费

沈阳药科大学《无机化学》教案第八章原子结构第一节玻尔的氢原子模型课时安排：2学时一、教学目的了解氢原子光谱、玻尔氢原子模型、微观粒子的波粒二象性和测不准原理等基本概念。二、教学重点和难点1．教学重点电子的波粒二象性、氢原子光谱、Bohr理论。海森堡的不确定原理和SchrÖdinger方程。2．教学难点海森堡的不确定原理和SchrÖdinger方程。三、教学方法与手段1．教学方法采用学生提前预习和启发式教学，向学生推荐参考书及期刊等方式，开阔学生的视野，激发学生的学习热情。2．教学手段采用录像播放的方法。四、教学内容（一）玻尔的氢原子模型1．玻尔模型建立的基础氢原子光谱特征:不连续光谱,即线状光谱；其频率具有一定的规律。Bohr理论的三点假设；①核外电子只能在有确定半径和能量的轨道上运动,且不辐射能量；②通常，电子处在离核最近的轨道上，能量最低——基态；原子获得能量后，电子被激发到高能量轨道上，原子处于激发态。③从激发态回到基态释放光能，光的频率取决于轨道间的能量差。玻尔理论的不足之处：不能解释氢原子光谱的精细结构；不能解释氢原子光谱在磁场中的分裂；不能解释多电子原子的光谱。（二）原子的量子力学模型1．微观粒子的波粒二象性波粒二象性（或二重性）（duality）是量子力学的基础，是理解核外电子运动状态的关键。德布罗意物质波海森堡(W.Heisenberg)不确定原理（uncertaintyprinciple）是指同时准确地知道微观粒子的位置和动量是不可能的。即说明具有波动性的粒子没有确定的轨道原理。2．核外电子运动状态的近代描述量子力学的基本方程—Schrödinger方程∂2ψ∂x2+∂2ψ∂y2+∂2ψ∂z2+8π2mh2(E−V)ψ=0式中Ψ称为波函数，E是系统中电子的总能量，V是体系电子的总势能，m是电子的质量,（E-V）是电子的动能。直角坐标(x,y,z)与球坐标(r,θ,φ)的转换Ψ（r，，）=Rn,l（r）·Yl,m（，）薛定谔方程为量子力学中描述核外电子在空间运动状态的方程，则它的解波函数Ψ是描述核外电子运动状态的函数。五、课后思考题或作业微观粒子运动具有哪些特点？电子的波动性是通过什么实验得到证实的？六、教学参考资料1.王国清主编。无机化学第2版（第八章第三节、第四节）。北京：中国医药科技出版社，2008年2.张天蓝主编。无机化学第5版。北京：人民卫生出版社，2007年3.宋天佑，程鹏，王杏乔．无机化学．北京：高等教育出版社，2004年4.武汉大学，吉林大学等．无机化学．第3版．北京：高等教育出版社，2001年第二节原子的量子力学模型课时安排：2学时一、教学目的了解核外电子运动的特征和现代量子力学描述核外电子运动状态的基本方法。了解简并轨道、原子轨道的角度分布图、电子云的角度分布图、径向分布图。掌握波函数、原子轨道和电子云的概念。掌握四个量子数的物理意义和基本取值。二、教学重点和难点1．教学重点四个量子数的物理意义和基本取值；波函数、原子轨道和电子云的概念及角度分布图。2．教学难点原子轨道和电子云的原子轨道和电子云的概念及角度分布图。三、教学方法与手段1．教学方法采用学生提前预习和启发式教学，向学生推荐参考书及期刊等方式，开阔学生的视野，激发学生的学习热情。2．教学手段采用多媒体课件与板书相结合的教学手段，以多媒体教学为主。四、教学内容（一）核外电子运动状态的描述四个量子数1．主量子数nn=1,2,3…正整数。决定电子出现概率最大处离核的距离和轨道能量的高低，与电子能量有关,n越大，电子能量越大。2．角量子数l又称副量子数，代表了轨道的形状。l的取值0，1，2，3……n－1对于多电子原子,l与n共同决定电子的能量；对于给定的n，l越大，轨道能量越高。3．磁量子数m表示轨道在空间的伸展方向。取值受l的限制，对给定的l值，m=0,1,2,3，……，l,共计（2l＋1）个值，即2l＋1种伸展方向。l相同，m不同的几个原子轨道,能量是等同的,这样的轨道称为等价轨道简并轨道。4．自旋量子数ms表示电子在空间的自旋方向。其方向有两个：顺时针方向和逆时针方向。用自旋量子数ms=+12和ms=−12表示。对于这种自旋方向，也常用“”和“”表示。（二）波函数和电子云的有关图形1．波函数（...