1.1.1+能层与能级+基态与激发态+原子光谱++课件++2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

能层与能级基态与激发态原子光谱第1课时Applicationofprecipitationdissolutionequilibrium选择性必修二第一章原子结构与性质第一节原子结构学习目标通过认识原子结构和电子排布理解能层和能级的关系。通过核外电子能量不同分析、理解基态与激发态的含义。3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。#0070C0#00B0F0原子结构模型的演变1803年，道尔顿实心球模型原子是构成物质的最小粒子是不可再分的实心球1904年汤姆逊葡萄干面包模型原子平均分布着正电荷粒子，镶嵌电子，形成电中性原子1911年卢瑟福原子行星模型原子中心有带正电的核（质量几乎等于原子质量，电子围绕它沿着不同的轨道运行，就像行星围绕太阳运转一样）1913年，玻尔原子轨道模型对卢瑟福模型改进，称电子在原子核外空间的一定轨道上绕核作高速运动。1926-1935年电子云模型现代物质结构学说，电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道-++-+-++-#0070C0#00B0F0一、能层与能级1869年，

发现了元素周期律。1920年，丹麦科学家玻尔在他提出的氢原子模型基础上，提出

，开启了用原子结构解释

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

事实为依据的完整的

。构造原理元素周期律原子光谱构造原理俄国化学家门捷列夫原子由

和

构成，原子核由

和

构成；含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动：核外电子是

排布的;多电子原子中，电子的能量不同，离核越远的电子能量越

。离核远近：近远

能量高低：低高一、能层与能级---知识回顾原子核核外电子质子中子分层高#0070C0#00B0F01.能层一、能层与能级能层一二三四五六七n符号-----最多电子数离核距离2n2(2)(1)含义：根据核外电子的

不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。能量近→远

281832507298K L M N O P Q(3)数量规律：①每一层最多容纳的电子数：

个。②最外层电子数不超过

个（K层为最外层时不超过

个）。③次外层电子数不超过

个，倒数第三层不超过

个。(4)能量规律：①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较

的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越高，电子的能量越高。③能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)一、能层与能级2n2821832低能层与能级量子力学对原子核外电子运动状态的描述：原子轨道：量子力学理论用原子轨道来描述原子中单个电子的空间运动状态，某一个原子轨道，应属于某个能层(电子层n)的某个能级(s、p、d、f等)。一、能层与能级#0070C0#00B0F02.能级含义：根据多电子原子的同一能层的电子的

也可能不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母

等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、

、

、nf等。能量s、p、d、fnpnd能层是楼层，能级是楼梯的阶梯一、能层与能级#0070C0#00B0F0能层(n)一二三四五六七…符号KLMNOPQ…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多电子数22626102610142…………281832…………2n2由上表可知：(1)能层序数

该能层所包含的能级数，如第三能层有

个能级。(2)s、p、d、f各能级可容纳的最多电子数分别为

、

、

、

的2倍。(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是

(n为能层的序数)。等于313572n2一、能层与能级#0070C0#00B0F03.能层、能级与最多容纳的电子数....654321....PONMLK1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g......能层能量离核越远

能量越高能级（s、p、d、f）能量升高22+6=82+6+10=182+6+10+14=32每层最多容纳电子数：2n2最多容纳的电子数目一、能层与能级#0070C0#00B0F0思考与讨论一个能层的能级与能层序数（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?2.以s、p、d、f、为符号的能级分别最多可容纳多少电子？3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？一个能层的能级序数与能层序数（n）相等。一个能层最多可容纳的电子数=2n2s能级最多容纳2电子，p能级最多可容纳6个电子，d能级最多可容纳10个电子，f能级最多可容纳14个电子。3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同。#0070C0#00B0F0思考与讨论3.第五能层最多可容纳多少电子？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：高于f的能级不用符号表示。）第五能层最多可容纳50个电子，它们分别容纳在5个能级中，5s能级最多容纳2个电子，5p能级最多容纳6个电子，5d能级最多容纳10个电子，5f能级最多容纳14个电子，还有一个能级最多容纳18个电子。相同能层符号相同的能级不同能级不同能层能层或能级的能量关系E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)1.已知n为能层序数,下列有关认识正确的是(

)A.各能层含有的电子数为2n2B.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.各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍D随堂检测2.以下能级符号正确的是()A.3f B.2d C.4s D.2fC3.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、32D随堂检测判断能级能量高低的方法：(1)首先看能层,一般能层序数越大，能量越高。(2)再看能级,同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。随堂检测4.按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是(

)A.1s、2s、3s、4s B.4f、4d、4p、4sC.4s、4p、4d、4f D.4p、3p、2p、1pAC小结能层(n)一二三四五六七…符号KLMNOPQ…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容纳电子数22626102610142…………28183250……每一能层最多可容纳的电子数是2n2离核远近由近到远不同能层能量逐渐增大同一能层各能级的能量逐渐增大焰火霓虹灯光激光荧光LED灯光【思考1】日常生活中看见的可见光，如焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等是怎么一回事呢？电子的跃迁二、基态与激发态原子光谱#0070C0#00B0F01.基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于

状态的原子。(2)激发态原子：基态原子

能量，它的电子会跃迁到

能级，变成激发态原子。最低能量吸收较高最低能量吸收释放能量较高二、基态与激发态原子光谱激发态原子不稳定,电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低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之一。霓虹灯光、激光、焰火等可见光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。激光笔LED灯装饰的建筑夜景电子跃迁的能量变化与可见现象特别提醒：①电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是化学变化。②一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2

表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）。③激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。二、基态与激发态原子光谱基态KLMN激发态KLMN能量能量KLMN光KLMN不稳定吸收能量电子跃迁释放能量二、基态与激发态原子光谱金属原子中,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。金属元素的焰色及成因#0070C0#00B0F02.光谱(1)光谱的成因及分类吸收光谱发射光谱光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式二、基态与激发态原子光谱#0070C0#00B0F02.光谱(2)原子光谱与光谱分析①

原子光谱:不同元素的原子,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

光谱或

光谱,总称原子光谱。吸收发射

E0E1E2E3En激发态能级基态能级吸收光谱发射光谱二、基态与激发态原子光谱锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱有什么发现？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。特征:暗背景，亮线，

线状不连续特征:亮背景，暗线，线状不连续二、基态与激发态原子光谱有什么用？每一种元素都有自己的特征谱线，就像“指纹”一样可用于辨别形成光谱的元素。现代化学中,常利用原子光谱上的

来鉴定元素,称为光谱分析。特征谱线二、基态与激发态原子光谱应用1发现新元素应用2检验元素不同元素的焰色试验二、基态与激发态原子光谱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C

随堂检测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.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应A

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。