能层与能级原子光谱课件-高二上学期化学人教版选择性必修

新人教版化学选必2第一章

原子结构与性质第一节

原子结构第1讲

原子结构1.通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能层、能级及电子排布规律2.了解电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。高中化学教材体系已学教材1.分类思想(1)物质的分类必修一第一章第1节1.分类思想(2)化学反应的分类化学反应反应前后物质的种类反应物和生成物的类别化合反应（多变一）分解反应（一变多）置换反应（A+BC=AC+B）复分解反应（AB+CD=AC+BD）有无离子参加或生成离子反应非离子反应有无电子转移氧化还原反应非氧化还原反应化学能与热能的转化吸热反应放热反应有无有机物参与反应有机反应无机反应必修一第一章必修二第六、七章选必一第一章第1节2.物质的性质与用途钠及其化合物铁及其化合物铝及其化合物其他金属及其化合物金属及其化合物非金属及其化合物氯及其化合物硫及其化合物元素及其化合物的性质与用途氮及其化合物硅及其化合物其他非金属及其化合物必修一第二、三章必修二第五、八章金属的冶炼气体的制备3.化学反应与能量吸热反应与放热反应热化学方程式的书写中和热的测定实验反应热的计算(盖斯定律）化学能与热能化学能与电能原电池电解池化学反应中的能量变化金属的腐蚀与防护电极反应式的书写必修二第六、八章选必一第一、四章4.化学反应速率与化学平衡影响因素：温度、浓度、压强、催化剂相关计算化学反应速率化学平衡影响因素：温度、浓度、压强弱电解质的电离平衡Ka、Kb化学反应速率与化学平衡水的离子积Kw盐类的水解Kh必修二第六章选必一第二、三章难溶电解质的沉淀溶解平衡Kh5.有机化学基础有机物的结构特点有机化学基础必修二第七章选必三教材同系物、同分异构体有机物的命名烃的结构特点与性质烃的衍生物结构特点与性质糖类、蛋白质、脂质有机反应类型6.物质的结构与性质原子结构物质的结构与性质必修一第四章选必二教材化学键元素周期表与元素周期律01

能层与能级02基态与激发态

原子光谱01能层与能级一、原子结构模型的演变“葡萄干布丁”模型（汤姆生1904）电子均匀分布在正电荷连续体中原子结构模型的演变实心球模型（道尔顿1803）原子是不可再分的12

行星模型（卢瑟福1911）原子由原子核和核外电子组成3

圆形轨道模型（波尔1913）核外电子在特定轨道上高速运动4电子云模型（薛定谔1926）电子只能用概率大小来描述在某处出现的可能性5思考：1.原子由什么微粒构成？这些微粒带电吗？2.原子内部的核外电子是如何排布的，遵循什么规律呢？原子核核外电子原子质子(Z)中子(N)XAZ

质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)决定元素的种类决定原子的种类最外层电子数决定元素的化学性质原子的构成化学变化中的最小微粒思考：1.原子由什么微粒构成？这些微粒带电吗？2.原子内部的核外电子是如何排布的，遵循什么规律呢？核外电子排布规律原子核电子层钠+11281整个原子的质量集中在原子核上，核外电子是分层排布的1.原子核外电子总是尽先由里向外(能量由低到高)排列。2.第n层最多能最多容纳2n2个电子。4.次外层最多能容纳18个电子，倒数第三层最多容纳32个电子。3.最外层最多容纳8个电子(K层为最外层时最多容纳2个)。二、能层与能级1.能层（电子层）一(K)二(L)三(M)四(N)核外电子按能量不同分成能层。电子的能层由内向外排序。能层序号一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数能量(E)8能层越高，电子的能量越高21832507298E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)+11第1层第2层第3层281问题：1.电子在原子核外是分层排布的，这三层上的电子有什么不同？Na的原子结构示意图离核距离不同，电子能量不同问题：2.不同能层的电子能量不同，在同一层上的电子的能量是否一定相同呢，例如第2层的8个电子能量是否相同？同一能层的电子的能量可能不同，又将能层分成不同的能级(电子亚层)二、能层与能级2.能级（电子亚层）在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，据此把它们分为能级(1)概念(2)符号任一能层的能级都是从s能级开始，依次称s、p、d、f、g能级……能层符号KLMN能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多容纳电子数能级能层2818322262610261014(3)规律①能级数=能层序数

能级符号前面用数字表示能层序数二、能层与能级能层符号KLMN能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多容纳电子数能级能层2818322262610261014(3)规律①能级数=能层序数

能级符号前面用数字表示能层序数②s、p、d、f能级可容纳的最多电子数依次为奇数等差数列1、3、5、7的2倍③能量关系：同能层不同能级E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)同能级不同能层E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)1.第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？（本书只要求到f能级）50s、p、d、f、g2、6、10、14、182.下列关于能层和能级的说法错误的是(

)A.每个能层中的能级数都等于该能层序数B.原子核外每个能层容纳的电子数都是n(n表示能层序数)C.d能级最多能容纳10个电子D.任一能层的能级总是从s能级开始B3.第三电子层含有的轨道数为()A、3B、5C、7D、94.下列不符合事实的是（

）

A、4s2B、2p3C、3d8D、3f145.下列各能层不包含d能级的是（

）A、O能层B、P能层C、M能层D、K能层6.某一能层上nd能级最多能容纳的电子数为（

）A、6B、10C、14D、15BDDD02基态与激发态

原子光谱问题：你知道生活中有哪些与电子跃迁有关的现象吗？原因又是什么呢？思考:电子的能量和所在能级是否就一成不变的呢？原子核外的电子会在不同能级之间跃迁，跃迁需要吸收或释放能量hv=E1-E2一、基态与激发态1.基态原子处于最低能量状态的原子基态原子吸收能量，电子跃迁到较高的能级，变为激发态原子(稳定)(不稳定)如：1s22s2基态Be吸收能量1s22s12p1激发态Be释放能量电子的跃迁是物理变化原子的得失是化学变化2.激发态原子问题：解释金属的焰色试验的原因？金属原子中，核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。灼(燃)烧时，电子获得能量，能量较低的电子发生跃迁，从基态变为激发态。随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态，便以光(辐射)的形式释放能量，形成不同的焰色。焰火霓虹灯光激光荧光LED灯光光是电子跃迁释放能量的重要形式之一问题：你知道生活中有哪些与电子跃迁有关的现象吗？原因又是什么呢？二、原子光谱1.光谱成因光KLMN光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。每一次跃迁的能量以光的形式产生一条分立的谱线，被记录下来，就形成了原子光谱。2.概念

不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，人们常常利用原子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的频率（或波长）和强度分布记录下来得到光谱。光谱：按照一定能量次序排列的光带。可见光光谱：可以被人眼观察的光带。思考：根据卢瑟福的核式模型，原子光谱应该是什么光谱？能否合理解释原子内部的结构呢？卢瑟福原子模型连续的光谱思考：根据玻尔的玻尔模型，原子光谱应该是什么光谱？玻尔原子模型H的线状光谱1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释

元素周期律的篇章。1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。有什么特点呢？丹麦科学家玻尔为了解释这一实验事实，玻尔在卢瑟福核式模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型电子分层排布模型激发态KLMN能量基态获得了1922年的诺贝尔物理学奖二、原子光谱3.分类吸收光谱发射光谱Li、He、Hg发射光谱特征:暗背景、亮线；线状不连续LiHeHgLi、He、Hg吸收光谱特征:亮背景、暗线；线状不连续LiHeHg特点：同一原子发射光谱中的亮线和吸收光谱中的暗线的位置对应相同；不同原子具有不同的特征谱线二、原子光谱4.应用依据：不同元素具有不同的特征谱线在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，专业上称为光谱分析光谱分析仪锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱(1)鉴定元素焰色反应是电子跃迁释放能量的结果，焰色反应发生的过程：不同元素的焰色试验二、原子光谱4.应用(2)生活中的光现象解释电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。二、原子光谱4.应用许多元素是通过原子光谱发现的(3)发现新元素He氦如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。思考：1.结合教材，分析原子吸收光谱和发射光谱有何区别？吸收光谱和发射光谱都是线谱，区别在于前者显示光谱中的黑色线条，而后者显示光谱中的彩色线条。思考：2.试分析焰色试验的原理是什么？焰色试验属于吸收光谱还是发射光谱？焰色试验的原理是核外基态电子吸收能量后变成为较高能级的激发态，然后跃迁至较低能级的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量，属于发射光思考：3.试分析霓虹灯发光的原理充有氖气的霓虹灯能发出红光，产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快地以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段1.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高于处于基态时的能量D.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子中的电子从激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时产生的光的颜色A2.下列说法正确的是(

)A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因B.同一原子处于激发态时比处于基态时稳定C.激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性D.电子只有从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱A原子结构能层与能级基态与激发态

原子光谱能层能级基态原子激发态原子原子光谱1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)能层就是电子层，包含不同的能级()(2)能层越高，离原子核越远()(3)ns、np、nd最多容纳的电子数均为2()(4)每一能层均包含s、p、d、f能级()√√××2.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B3.以下能级符号正确的是()A.3f B.2d C.4s D.2fC4.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为()A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32D5.下列说法正确的是(

)A.同一原子中1s、2s、3s电子能量逐渐减小B.同一原子中2p、3p、4p能级可容纳的最多电子数依次增多C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D.各能层最多能容纳的电子数是2n2D6.下列有关M能层的说法正确的是(