能层与能级基态与激发态原子光谱

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第一章

原子结构与性质学习目标

1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。

2.知道电子运动的能量状态，具有量子化的特征。能从电子跃迁角度初步解释原子光谱的形成，强化“结构决定性质”的观念。电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。璀璨的烟花光彩夺目璀璨夺目的烟花焰火给节日带来了喜庆的气氛，这些焰火光柱的形成与原子核外电子的跃迁有关，原子的结构是怎样的?焰火光是怎样形成的，通过今天的探究，我们就能解决这个问题。能层与能级能层与能级任务一：了解原子结构的发展史学生活动：阅读教材P6第一自然段，总结原子结构发展史1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素，半个世纪后的1920年，丹麦科学家波尔在他提出的氢原子模型基础上，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的篇章。5年后，波尔的“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。到1936年，德国科学家发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。能层与能级1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素→1920年丹麦科学家波尔提出了构造原理，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→开启了用原子结构解释元素的篇章→1925年波尔的“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年发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理能层与能级复习提问：2、电子层的表达方法？填表原子核外电子→带负电原子核质子中子→带正电→不带电不带电电子层数（n）1234567电子层符号离核远近

能量高低

KLMNOPQ近远低高1、原子的组成与结构是怎样的？3、核外电子排布的一般规律？能层与能级一低四不超（1）能量最低原理：核外电子总是先排布在能量较低的电子层

里，然后由内向外，依次排布在能量逐渐

升高的电子层（2）四不超：①每层最多容纳电子数为2n2

②最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个电子）③次外层不超过18个电子④倒数第三层不超过32个电子能层与能级能层与能级任务二：探究能层的相关知识学生活动：阅读教材P6第二自然段及表格，回答以下问题：1、能层的定义？2、能层的符号，从内到依次为？3、每个能层最多容纳的电子数，从内到外依次为？4、能层与电子层的关系？5、能层与电子能量的关系？任务二：探究能层的相关知识学生活动：阅读教材P6第二自然段及表格，回答以下问题：1、能层的定义：2、能层的符号：

从内到依次为：3、每个能层最多容纳的电子数：

从内到外依次为：4、能层与电子层的关系：核外电子按能量不同分成能层KLMNOPQ281832507298能层相当于必修教材中的电子层5、能层与电子能量的关系：能层越高，电子的能量越高能层与能级能层与能级能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数281832507298离核远近近远能量高低低高小结：

能层与能级任务三：探究能级的相关知识学生活动：阅读教材P7第一、二自然段及下列表格，回答以下问题：1、能级的概念：2、一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系?一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系?3、以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子?3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？4、第五能层最多可容纳多少个电子?它们分别容纳在几个能级中?各能级最多容纳多少个电子?(注：本书只要求到f能级。)能层与能级1、能级的概念：2、一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系:一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系:相等2n23、以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子:

3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同:2.6.10.14相同4、第五能层最多可容纳多少个电子?

它们分别容纳在几个能级中?

各能级最多容纳多少个电子?505s-2，p-6，d-10，f-14，g-18同一能层的电子，还被分成不同的能级。能层与能级能层与能级的有关规律小结：（1）能级的个数

所在能层的能层序数（2）能级的字母代号是

，字母前的数字代表

，每个能级最多容纳的电子数分别为

。（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数

。（填“相同”或“不同”）（4）每一能层最多容纳的电子数为

。（5）f能级的从第

能层开始，d能级从第

能层开始=s、p、d、f能层序数s-2、p-6、d-10、f-14相同2n243能层与能级的关系：能级能量大小的判断方法：能层与能级①先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…②不同能层中的同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)③不同原子的同一能层的同一能级的能量大小也不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量对应训练【典例1】在L能层中，能级数目为（）A.1B.2C.8D.3知识点一考查：能级的个数=所在能层的能层序数【解析】根据能级的个数=所在能层的能层序数，L能层是第二能层,能层数为2,所以能级数也为2。B项正确。对应训练【典例2】符号为M的能层所含的能级有（）A.2种B.3种C.8种D.18种知识点一考查：能级的个数=所在能层的能层序数【解析】根据能级的个数=所在能层的能层序数，M能层是第三能层,能层数为3,所以能级数也为3。B项正确。知识点二：能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍；f能级的从第4能层开始，d能级从第3能层开始；每一能层最多容纳的电子数为2n2对应训练【典例1】(不定项)下列能级符号不正确的是（）

A.4sB.5pC.2dD.3f【解析】s能级从第1能层开始,

p能级从第2能层开始,d能级从第3能层开始,f能级从第4能层开始。因此,不存在2d和3f能级。CD项不正确。对应训练知识点二：能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍；f能级的从第4能层开始，d能级从第3能层开始；每一能层最多容纳的电子数为

2n2【典例2】某一能层上nd能级最多所能容纳的电子数为()A.6B.10C.14D.15【解析】以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7…的两倍，故B正确。B项正确。对应训练知识点二：能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍；f能级的从第4能层开始，d能级从第3能层开始；每一能层最多容纳的电子数为

2n2【典例3】下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从

少到多的顺序排列的是（）A.1s、2p、3dB.1s、2s、3sC.2s、2p、2dD.3p、3d、3f【解析】A中，s能级最多容纳电子数为2个，2p能级最多容纳电子数为6个，3d能级最多容纳电子数为10个，故A项正确;B中的s能级最多容纳电子数为两个，所以B中三个s能级都是容纳两个电子；C中没有2d能级。D中没有3f能级。A项正确。知识点二：能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍；f能级的从第4能层开始，d能级从第3能层开始；每一能层最多容纳的电子数为2n2对应训练【典例4】下列有关认识正确的是（）A.各能层的能级数按顺序分别为1、2、3、4B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n-1D.各能层含有的电子数为2n2对应训练【解析】各能层的能级数按顺序分别为1、2、3、4…,A项正确；各能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，因此第一能层只有s能级，第二能层有s、p能级，依次类推，B项错误；由B项分析可知，各能层含有的能级数为n,C项错误；各能层含有的电子数最多为2n2,可以不排满，D项错误。A项正确。对应训练知识点三：一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)不同能层中的同一能级，能层序数越大，能量越高【典例1】在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错

误的是（）A.最的电子能量最高B.离核最远的电子能量最高C.p能级电子能量一定高于s能级电子能量D.在离核最近的区域内运动的电子能量最低对应训练【解析】一般情况下，能层序数越大，能量越高。离核最远的，最的电子都是处在能层序数大的位置，所以能量高；离核近的电子处在能层序数小的位置，所以能量低，故ABD都正确。p能级与s能级如果处在同一能层，p能级电子能量一定高于s能级电子能量，若不在同一能层，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，C项不正确。知识点三：一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)不同能层中的同一能级，能层序数越大，能量越高对应训练【典例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对应训练【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。B项正确。小结重点识记：1、能层与能级的有关规律2、能级能量大小的判断方法基态与激发态原子光谱基态与激发态原子光谱任务一：探究基态与激发态的相关知识学生活动：阅读教材P7第三、四自然段，回答以下问题：1、基态原子的定义？2、激发态原子的定义？3、基态与激发态的关系？6、电子跃迁释放能量的重要形式，列举生活中的实例？4、电子跃迁的形式，有哪几种？5、电子跃迁和原子得失电子是物理变化还是化学变化？基态与激发态原子光谱基态与激发态原子光谱任务一：探究基态与激发态的相关知识学生活动：阅读教材P7第三、四自然段，回答以下问题：1、基态原子：2、激发态原子：3、基态与激发态的关系：处于最低能量状态的原子叫做基态原子基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子原子处于最低能量状态基态原子处于较高能量状态激发态原子(电子跃迁到较高能级)吸收能量释放能量任务一：探究基态与激发态的相关知识学生活动：阅读教材P7第三、四自然段，回答以下问题：4、电子跃迁的形式，有哪几种？电子可以从基态跃迁到激发态，吸收能量；相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，释放能量。5、电子跃迁和原子得失电子是物理变化还是化学变化？电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子发生的是化学变化。6、电子跃迁释放能量的重要形式，列举生活中的实例？光焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光基态与激发态原子光谱任务二：探究原子光谱的相关知识学生活动：阅读教材P8第一自然段和图1-4，回答以下问题：1、原子光谱的定义？2、原子光谱的分类？3、原子光谱的应用？4、光谱分析的定义？基态与激发态原子光谱任务二：探究原子光谱的相关知识学生活动：阅读教材P8第一自然段和图1-4，回答以下问题：1、原子光谱：2、原子光谱的分类: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。吸收光谱：明亮背景的暗色谱线发射光谱：暗色背景的明亮谱线基态与激发态原子光谱任务二：探究原子光谱的相关知识学生活动：阅读教材P8第一自然段和图1-4，回答以下问题：3、原子光谱的应用：4、光谱分析的定义：鉴定元素，发现新元素在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析例如：铯(1860年)和铷(1861年),其光谱图中有特征的蓝光和红光，它们的拉丁文名称由此得名。又如，稀有气体氦的原意是“太阳元素”,是1868年分析太阳光谱发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。基态与激发态原子光谱任务三：探究原子光谱的形成原因学生活动：小组讨论，探究原子光谱的成因，到黑板展示讨论结果（提示：结合基态、激发态、电子跃迁等知识，分小组讨论吸收光谱和发射光谱的形成原因，可以用图示的方式表示出来）基态与激发态原子光谱基态原子吸收能量释放能量形成吸收光谱激发态原子形成发射光谱基态与激发态原子光谱对应训练【典例1】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.缓慢氧化放热D.霓虹灯【解析】

电子跃迁本质上是组成物质的粒子(原子、离子或分子)中电子的一种能量变化，如激光、焰色试验、霓虹灯都与电子跃迁有关。激光与电子跃迁有关，故A错误；当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故B错误；缓慢氧化放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，故C正确；霓虹灯的各色的光是原子核外电子发生能级跃迁的结果，与电子跃迁有关，故D错误。答案：C对应训练【典例2】元素“氦、