1.1.1 能层与能级 原子光谱 导学案 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

班级: 姓名: 小组: 2022-2023 第一学期高二 化学导学案 课题:1-1原子结构(第1课时 能层与能级 原子光谱) 【素养目标】 课标要求 核心素养 1、了解原子的认知历史和科学史观。 2、理解能层与能级的概念及其区别,能从能层能级的角度了解原子结构特点。 3、了解原子的基态和激发态。了解原子光谱,能说明原子光谱在研究物质结构中的作用。 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,形成宏观辨识与微观探析的核心素养。 2、结合原子模型的演变过程,掌握原子核外电子排布的构造原理,形成证据推理与模型认知的核心素养。 【重点难点】基态、激发态与原子光谱。 【学习过程】 一、能层与能级 1、能层 (1)分类依据:根据核外电子的 不同,将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号:能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 、 、 、 、 、 、 ……表示。 (3)能量关系:能层越高,电子的能量越高,能量的高低顺序为 。 (4)核外电子排布数量规律: ①每层容纳的电子数不超过 ; ②最外层电子数不超过 (K层为最外层时,电子数不超过2); ③次外层电子数不超过 (K层为次外层时,电子数不超过2); ④倒数第三层电子数不超过 。 说明:以上规律是互相联系的,不能孤立地理解。 2、能级 (1)分类依据:在多电子原子中,同一能层的电子,能量可能不同,还可以把能层分成不同的能级。 (2)符号:任一能层的能级都是从s能级开始,依次称p、d、f、g能级……,能级(s、p、d、f)能量 ,能级数 能层序数。 第一能层有 个能级,即 ;第二能层有 个能级,即 (3)各能级最多容纳的电子数 能层 K L M N O 能级 最多容纳电子 【归纳与拓展】(1)在每一能层中,能级符号的顺序是:ns、 np、nd、nf……(n代表能层) (2) 任一能层的能级总的从s能级开始:能级数=该能层序数 (3) 各能级所在能层的取值:ns(n≥1) np(n≥2) nd(n≥3) nf(n≥4) (4) 每一能层最多可容纳2n2个电子,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……的二倍 (5) 不同能层中,能级的能量高低是1s<2s<3s<4s…. (6)在同一能层中,能级的能量高低是ns<np<nd<nf…… 【思考与交流】1、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 ? 2、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? 3、 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? 【课堂练习1】判断正误 (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)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)<E(4p)<E(4d)<E(4f)。( ) (4)原子核外电子按能量不同分为不同的能层,同一能层又按能量不同分为不同的能级。( ) (5)能层离核越近能量越低。( ) (6)同一能层的电子能量一定相同。( ) (7)同一原子中,同一能层同一能级的电子能量一定相同。( ) (8)第n能层最多能容纳的电子数为2n2,所以钠原子的第三能层填有18个电子。( ) 二、基态与激发态 原子光谱 1、基态原子与激发态原子 2、 光谱与光谱分析 (1)电子的跃迁是 (未发生电子转移),而原子得失电子时发生的是 。 (2)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如基态碳原子表示1s22s22p2,1s22s12p3为 。 (3)激发态原子不稳定,易 能量变为基态原子,其能量可转化为 。 3、原子光谱:各种元素原子的吸收光谱或发射光谱的总称。 【思考】(1)同一元素发射光谱和吸收光谱有什么差异? (2)为什么不同元素原子具有不同的特征光谱? 【课堂练习2】下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱,图_是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同,请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。 4、原子光谱的应用 (1)发新现元素 光谱分析:利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。 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。 (2)检验元素 焰色试验是电子跃迁的结果,焰色试验发生的过程: (3) 生产生活 基态原子中的电子 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 (辐射)的形式