1..1.1 能层与能级 基态与激发态 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　基态与激发态 第一章　原子结构与性质 利用STM观察原子 [学习目标] 1.通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系(重、难点)。 2.通过核外电子能量不同分析和理解基态与激发态的含义与关系。 3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。 科学史话 原子结构的探索 1869年门捷列夫发现元素周期律； 1920年玻尔在氢原子模型基础上提出构造原理， 开启了用原子结构解释元素周期律的篇章； 5年后玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”， 厘清了核外电子的可能状态，原子光谱得以诠释； 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原理。 一、能层与能级 1．能层 (1)划分依据：根据能量由低到高顺序 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 最多电子数 每层最多容纳2n2 能层越高，电子的能量越高 (2)能层间的能量关系 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) K L M N O P Q 2 8 18 32 50 72 98 2．能级 (1)含义：多电子原子同一能层电子的能量不同，将它们分为不同能级。 若能层是楼层，能级是楼梯阶梯 不同能层分别有多少个能级，与能层序数关系？ 一、能层与能级 (2)表示方法 ①能级从s开始，依次s、p、d、f…… ； ②每一能级的表示： 能层数＋能级 如n能层的能级按能量由低到高的顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…… (3)能级数＝该能层序数； (4)s、p、d、f……能容纳的最多电子数依次为1,3,5,7……的2倍。 一、能层与能级 2．能级 K L M N O 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f 5s5p…… 3．能层、能级与容纳的最多电子数 归纳总结 一、能层与能级 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 … 符号 K L M N O P Q … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … … … 容纳的最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … … … 2 8 18 32 … … … 2n2 思考交流 1.正误判断 (1)2d表示L层上的d能级 (2)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为自然数中的奇数序列1、3、5、7……的2倍 (3)4s、4p、4d、4f能级的能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f) (4)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 (5)各能层含有的电子数为2n2 √ × √ × × 一、能层与能级 思考交流 2.下列能级符号不正确的是 A.3s　　　　B.3p　　　　C.3d　　　　D.3f √ 一、能层与能级 3.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、32 √ 4.比较各能层或能级中电子能量大小： (1)E(2s)______E(4s)； (2)E(3p)______E(3d)； (3)E(5d)______E(4d)； (4)E(3s)______E(2p)； (5)E(K)______E(L)______E(M)。 ＜ ＜ ＞ ＞ ＜ ＜ 思考交流 一、能层与能级 二、基态与激发态　原子光谱 1．基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子： 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。 (3)基态、激发态相互之间转化的能量变化 基态原子 激发态原子 吸收能量 释放能量 光(辐射) 2．原子光谱 (1)含义：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。 (2)成因及分类 用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱 二、基态与激发态　原子光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 锂、氦、汞的发射光谱 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 2．原子光谱 3．原子光谱的应用 利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 (1)发现新元素 如铯和铷光谱图中有特征的蓝光和红光；又如科学家通过太阳光谱发现了氦。 法国天文学家杨森观察日全食时发现He元素，接近钠黄光的D1(589.6 nm)和D2(589.0 nm)线。 二、基态与激发态　原子光谱 (2)检验元素 焰色试验中产生的焰色是电子跃迁的结果