1.1.1 能层与能级、基态与激发态、原子光谱 课件 2021-2022学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 ——课时1 能层与能级　原子光谱　 绚丽多彩的烟花 焰色试验： 某些金属及其化合物在无色火焰中灼烧使火焰呈现特征颜色，据此判断试样所含金属元素，化学上把这种定性分析操作称为焰色试验。 问题导入 1、关于原子，我们知道多少呢？ 原子： 化学反应的实质： 是组成分子的原子间的重新组合。 原子结构： 原子 原子核 核外电子(-) Z 质子(+) Z 中子(不带电） A-Z 是化学变化中最小的粒子 2、那么，构成原子的粒子，它们的相对空间位置和大小关系如何呢？ 问题导入 1、划分依据： 2、能层序数： 3、符号表示： 4、能量关系： 能层 核外电子按能量不同分成能层， 分别1、2、3、4、5、6、7 分别用K、L、M、N、O、P、Q 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)。 3、那么，同一能层中电子的能量是否就相同的呢？ 问题引入 能级 任一能层的能级总是从s能级开始，按s、p、d、f……排序， 1、划分依据： 2、种类代号： 3、表示方法： 4、能量关系： 5、最大容量： 同一能层，又按能量被分成不同能级。 s、p、d、f中每类能级最多可容纳的电子数依次为自然数1、3、5、7……的2倍。 同能层不同能级的能量顺序:E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf) 能层序号+能级代号，1s、2s、2p、3d、4f…… 能级 各能层、能级中最多容纳的电子数 能层 一 二 三 四 五 … K L M N O … 能级 2s 2p 3s 3p 3d 4d 4f 5s 5p … … 最多 电子 数 2 2 2 6 2 6 2 6 … … …… … 1s 4s 4p 6 10 10 14 2 8 18 32 小结1 原子核外电子排布特点： 核外电子按照能量不同分不同的能层和能级。 每个能层最多能容纳2n2个电子 能层 一 二 三 四 五 符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5.. 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 18 最多 电子数2n2 2 8 18 32 50 4、那么，电子的能量和所在能级是否就一成不变的呢？ 问题引入 基态与激发态 原子光谱 基态原子与激发态原子 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。相反..... 1、定义 基 态 原 子： 激发态原子： 2、关系 基态原子 吸收能量 激发态原子 释放能量 5、我们知道，化学反应中的能量变化通常以热、光的形式呈现，那么，电子发生跃迁时能量变化又以什么形式呈现呢？ 问题引入 原子光谱与光谱分析 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元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 霓虹灯 发射光谱（高跃到低） 吸收光谱（低跃到高） 1、原子光谱 定 义: 成 因： 类 型： 生活实例： 光（辐射）是电子跃迁能量变化的重要形式。 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。焰色试验。 激发态 基态 2、光谱分析 定义： 应用： 灼 烧 焰色试验 发射光谱 原子理论发展史 丹麦物理学家--玻尔 波尔原子模型(1913年) 电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做圆周运动，且不辐射能量 不同轨道上的电子能量不同，且能量不连续的（能量的“量子化”） 氢原子光谱图 思考讨论 问题1、每一能层最多可以容纳的电子数目是2n2，为什么原子的最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)？ 阅读教材：请同学们阅读课本第8-10页。 7 6 5 4 3 2 1 核 外 电 子 填 充 顺 序 图 1.构造原理：以光谱学事实为基础，随着核电荷数的递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 三、构造原理与电子排布式 能级交错 思考讨论 问题1、为什么原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)？次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过32个？ 由于能级交错的原因，E nd >E (n＋1)s 。当ns和np充满时(最多容纳8个电子)，下一个电子不是填入nd，而是优先填入(n＋1)s轨道中，从而形成新的能层，因此最外层电子数不可能超过8个。 同理，若最外层是第n层