2023-2024学年人教版选择性必修2 第一章　第一节　第1课时　能层与能级　基态与激发态　原子光谱 课件（55张）

第一章

原子结构与性质第一节原子结构第1课时能层与能级基态与激发态原子光谱[明确学习目标]1．认识原子的核外电子排布，知道原子核外电子排布遵循的规则。2．知道原子的基态和激发态的含义。3．知道原子核外电子的跃迁及吸收光谱和发射光谱，了解其简单应用。[核心素养对接]1．通过认识原子结构及核外电子排布，培养学生宏观辨识与微观探析的思想。2．结合原子核外电子排布规律及核外电子排布的原则，培养学生证据推理与模型认知的能力。课前篇

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自主学习固基础一、能层与能级

[知识梳理]1．能层根据多电子原子的核外电子的__________，将核外电子分成不同的能层，能层用n表示。n值越大，能量越________。能量差异高2．能级(1)根据多电子原子中同一能层电子________的不同，将它们分成不同能级。(2)能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f……组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为________、________、________、________等。能量ns

npndnf(3)能层序数________该能层所包含的能级数，如第三能层有能级____________。(4)s、p、d、f能级可容纳的电子数为1、3、5、7的________倍。等于3s、3p、3d23．能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系1s

2s

2p

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

2

8

18

32二、基态与激发态原子光谱1．基态与激发态(1)基态原子：处于______________的原子。(2)激发态原子：基态原子的电子________能量后，电子跃迁到________能级，变成激发态原子。最低能量状态吸收较高2．原子光谱

(1)光谱的成因与分类吸收光谱发射光谱(2)光谱分析在现代化学中，利用___________上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。(3)光谱分析的应用：___________。原子光谱鉴定元素

[自我排查]一、微判断(1)2d表示L层上的d能级(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小(

)(3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束(

)✘✘✘(4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(

)(5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同(

)✔✘二、尝试解答金属元素的焰色试验属于吸收光谱还是发射光谱？提示：光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式，焰色试验属于发射光谱。课堂篇

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重点难点要突破研习1能层与能级如图所示，在多电子原子中，核外电子是分层排布的。

[探究活动]

[问题探讨]1．多电子原子中，各电子的能量是否相同？2．核外电子共分为几个能层？它们的能量高低顺序是什么？提示：多电子原子中，各电子的能量是不同的。提示：核外电子共分7层，由内向外能量越来越高。3．M能层中有几个能级？分别用哪些符号来表示？各能级最多容纳的电子数是多少？提示：M能层共有3个能级，分别用s、p、d表示。s能级最多容纳2个电子，p能级最多容纳6个电子，d能级最多容纳10个电子。4．多电子原子中，同一能层中各能级的能量是否相同？若不相同，其能量高低顺序是什么？提示：多电子原子中，同一能层中各能级能量不相同，由内向外能量越来越高。

[重点讲解]1．能层(1)能层的含义多电子原子的核外电子的能量是不同的，核外电子按能量不同分成不同能层。(2)电子能层由内向外排序，其序号、符号及所能容纳的最多电子数如下：能层一二三四五六七符号KLMNOPQ所能容纳的最多电子数281832507298(3)能层的能量与能层离原子核距离的关系能层能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。能层数越大，离原子核越远，电子的能量越高。2．能级(1)能级的含义多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，所以，同一能层的电子，又被分成不同的能级，就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶梯。(2)能级的符号和所能容纳的最多电子数如下：[典例1]

下列关于原子核外电子的运动状态的说法正确的是(

)A．能层就是电子层B．不同能层的s能级能量相同C．s能级的能量一定比p能级的低D．3p3表示3p能级只能填充3个电子A

解析：能层就是电子层，A项正确；不同能层的s能级能量不同，如E(1s)＜E(2s)，B项错误；s能级的能量不一定比p能级的低，如E(4s)>E(3p)，C项错误；3p3表示3p能级上填充了3个电子，而3p能级上最多可填充6个电子，D项错误。

[举一反三]1．某元素原子核外有3个能层，最外能层有6个电子，则该原子核内的质子数为(

)A．14B．15C．16D．17C解析：该元素原子核外有3个能层，最外能层即M能层有6个电子，说明K能层和L能层已充满电子，该原子核外电子数是2＋8＋6＝16，核内质子数＝核外电子数＝16，故选C。2．(1)Cl原子核外能量最高的电子所在的能级是________。(2)基态Si原子中，核外电子占据最高能层的符号为________，该能层有________个能级，该能层上填有________个电子。3p

M

3

4研习2原子光谱每到夜幕降临的时候，大街上的霓虹灯就会渐渐亮起来，整个城市也变得那么迷人，霓虹灯内因为充有稀薄氖气或其他稀有气体才会发出颜色各异的光，你知道霓虹灯为什么能发出颜色各异的光吗？

[探究活动]

[问题探讨]1．我们看到的LED灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与什么有关？提示：与原子核外电子发生跃迁有关。2．什么是基态原子和激发态原子？提示：处于最低能量状态的原子叫作基态原子。基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。3．某些金属进行焰色试验产生不同火焰颜色的原因是什么？提示：某些金属原子的电子在高温火焰中，接受能量，使原子外层的电子从基态跃迁到激发态；处于激发态的电子是不稳定的，在极短的时间内(约10－8s)便跃迁到基态或较低能级上，在跃迁过程中将产生发射光谱。

[重点讲解]1．基态与激发态

(1)基态原子处于最低能量状态的原子叫做基态原子。(2)激发态原子基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。(3)基态原子与激发态原子的关系2．光谱(1)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。(2)原子光谱的成因与分类(3)光谱分析在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。[典例2]

对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(

)A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电场的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生化学反应A

解析：在电场作用下，基态氖原子中的电子吸收能量跃迁到较高能级，基态原子变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态向基态跃迁时，会以光的形式释放能量，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段，故A项正确。

[举一反三]1．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取(

)A．电子的运动轨迹图像B．原子的吸收光谱C．电子体积大小的图像D．原子的发射光谱B解析：因M能层3d能级的电子的能量小于N能层4p能级的电子的能量，即E(3d)＜E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p能级时，要吸收能量，能形成吸收光谱，故选B。2．下列说法不正确的是(

)A．焰色试验是化学变化B．在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素C．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色A解析：焰色试验是物理变化，A项错误；不同元素的特征谱线不同，故可以利用光谱分析法来鉴定元素，B项正确；基态是原子能量最低时的状态，C项正确；焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色，D项正确。

演习篇

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学业测试速达标1．下列叙述正确的是(

)

A．能级就是电子层B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2C．同一能层中的不同能级的能量高低相同D．不同能层中的s能级的能量高低相同B

解析：能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的能级，故A错误；每个能层最多可容纳的电子数是2n2，故B正确；同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高，故C错误；不同能层中的s能级的能量不同，能层越大，s能级的能量越高，例如：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)<……，故D错误。2．以下能级符号正确的是(

)

A．3fB．2dC．4sD．2fC

解析：第三能层有3个能级(3s、3p、3d)，没有3f能级，故A错误；第二能层有2个能级(2s和2p)，没有2d能级，故B错误；第四能层有4个能级(4s、4p、4d、4f)，故C正确；第二能层有2个能级(2s和2p)，没有2f能级，故D错误。3．第N层所含能级数、最多容纳电子数分别为(

)A．3、18B．4、24C．5、32D．4、32D

解析：第N能层为第4层，含有的能级分别为s、p、d、f，最多可以容纳32个电子，D正确。4．下列现象和应用与电子跃迁无关的是(

)A．激光 B．焰色试验C．燃烧放热 D．霓虹灯5．符号为M的能层所含的能级有几种(

)A．