1.1 原子结构（第1课时 能层和能级 基态与激发态 原子光谱）-2023-2024学年高二化学同步教学课件（人教版2019选择性必修2）

第一节 原子结构　 第1课时 能层和能级 基态与激发态 原子光谱 人教版选择性必修2 榆次一中 李金虎 学习目标 1．认识核外电子的运动特点，知道电子运动的能量状态具有量子化特征，电子处于不同能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 2．探究微观中电子跃迁与光形成的关系，从而更好地理解原子光谱、能层能级与电子跃迁及光产生的原因。 学习目标 1．充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程，培养学生“科学探究与科学精神”的学科素养。 2．通过学习原子结构、电子运动等内容，培养学生“宏观辨识和微观探析”的学科素养。 3．通过宏观上对光的理解和感知。探究微观中电子跃迁与光形成的关系，从而更好地理解原子光谱、能层能级与电子跃迁及光产生的原因。 素养目标 情境引入 “原子”一词源自古希腊语“ATOM”，是不可再分的意思。古希腊哲学家假想原子是世间万物最小的微粒。19世纪初，英国人道尔顿创立了近代原子学说，假设原子是化学元素中的最小粒子，每一种元素有一种原子。20世纪初，人们终于认识到原子不是最小的粒子，而且有复杂的结构。对原子结构的认识为元素周期律找到了理论根据。原子的基本性质，如原子半径、电离能和电负性等都与原子结构密切相关，因而也呈现周期性。 教学过程 一、原子结构模型的演变 教学过程 1．道尔顿原子模型（1803年）：原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。 2．汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。 3．卢瑟福原子模型 （1911年）：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。 4．玻尔原子模型 （1913年）：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。 5．电子云模型 （1927年—1935年）：现代物质结构学说。 教学过程 1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表 1920年，丹麦科学家玻尔提出了构造原理 开启了用原子结构解释元素周期律的篇章 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 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理论 原子结构的研究 教学过程 二、能层与能级 1.能层：在多电子原子中，核外电子能量不同，按照核外电子的能量不同分成能层。（强调电子的能量差异） 电子层数 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为 E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。 教学过程 2.能级：同一能层的电子，能量也可能不同，还可分成不同能级符号为：s、p、d、f... 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 如果能层是楼层，能级是楼层的阶级 1×2 3×2 5×2 7×2 教学过程 思考与讨论 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？ 能级数=该能层序数 2n2 自然数中奇数序列1,3,5,7...的2倍 相同 50个电子 5个能级 2 6 10 14 18 教学过程 小结： (1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2 个(n为能层序数)。 例如，K层最多容纳2个电子；L层最多容纳8个电子；M层最多容纳18个电子；N层最多容纳32个电子…… (2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… (n代表能层)。 (3)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。 (4)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)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。