1.1.1 能层与能级、基态与激发态、原子光谱 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 1.1.1能层与能级 基态与激发态 原子光谱 新人教化学选择性必修二《物质结构与性质》 激光是20世纪以来继核能、信息技术、生物技术等之后人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”。 激光的产生与原子核外电子跃迁释放能量有关。 温故知新：原子核结构的演变 “葡萄干布丁”模型（汤姆生1904） 电子分布在均匀的同样多的正电荷连续体内 实心球模型（道尔顿1803） 原子是坚实不可再分的 1 2 行星（核式）模型（卢瑟福1911） 质量主要集中在核上， 电子沿不同轨道运转 3 电子分层排布模型（波尔1913） 核外电子在特定轨道上绕核高速运动 4 电子云模型（薛定谔1926） 电子只能用概率大小来描述在某处出现的可能性 5 新课导入 一、能层 1、能层 （1）概念： 多电子原子的核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可以将核外电子分成不同的能层。 电子层 能层 用n表示 （2）表示方法及各能层最多容纳的电子数 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K　  L　  M　  N　  O P Q 最多电子数 2=2×12 8=2×22　  18=2×32 32=2×42　  50=2×52 72=2×62 98=2×72 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)。 ①能量规律 ②数量规律 每层容纳的电子数不超过2n2（n为能层序数） 玻尔——核外电子分布分层排布的原子结构模型 ①原子中的电子在具有确定能层上绕原子核运动，并且不辐射能量 ②在不同能层上运动的电子具有不同的能量（E），而且能量值是不连续的 ③只有当电子从一个轨道（Ei）跃迁到另一个轨道（Ej）时，才会辐射或吸收能量 二、基态与激发态　原子光谱 1、能量最低原理 原子的电子排布遵循能量最低原则使整个原子的能量处于 状态 最低 2、基态原子与激发态原子 原子 基态原子（稳定） 激发态原子（不稳定） 处于最低能量 处于较高能量 吸收能量 释放能量 基态原子 激发态原子 吸收能量 释放能量 能量较高 能量最低 3、光谱与光谱分析 基态 K L M N 激发态 K L M N 能量 能量 K L M N 光 K L M N 不稳定 吸收能量 电子跃迁 释放能量 光 能量 能量 基态 激发态 激发态原子不稳定，易 能量变为基态原子，其能量可转化为 。 释放 光 E=hv 思考：为什么钠的焰色试验出现黄光？锂为紫红色？ 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发射光谱或吸收光谱，总称原子光谱。 发射光谱:暗背景、亮线 吸收光谱:亮背景、暗线 4、原子光谱 频率相同,线状不连续。 【思考】（1）同一元素发射光谱和吸收光谱有什么异同？ Li、He、Hg发射光谱 Li、He、Hg吸收光谱 10 钠原子中处于n=4的状态上的核外电子跃迁到n=3的状态，会产生多条谱线，为什么？ 同一能层的不同电子所具有的能量存在差异 三.能级 (1)分类依据： 在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能 ，还可以把它们分成 。 不同 能级 能层是楼层，能级是楼梯的阶梯 (电子亚层) (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…… ns、np、nd、nf...(n代表能层) 能级数=该能层序数 第一能层有__个能级，即____ 第二能层有__个能级，即_______ 1s 2s、2p 1 2 能层 K L M N O 能级 … 最多容纳电子 … 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 2 2 6 2 6 10 2 6 14 10 2 6 2 8 18 32 2n2 s能级最多容纳的电子数为2 p能级最多容纳的电子数为6 d能级最多容纳的电子数为10 f能级最多容纳的电子数为14 (3)表示方法及各能级最多容纳的电子数 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 5、不同能层中，能级的能量高低是 1s<2s<3s<4s…. 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 2p<3p<4p… 6、在同一能层中，能级的能量高低是 ns<np<nd<nf…… 【归纳与拓展】 四、原子光谱的应用 (1)发现新元素 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。 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 (2)检验元素 不同元素的焰色试验 光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。 (3)生产生活 烟火 霓虹灯 ②各能级(s、p、d、f ……)上所能容纳的电子数依次为1、3、 、7…… 的2倍。( ) ①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。（ ） √ ③能层离核越近能量越低。（ ) ④同一能层的电子能量一定相同。( ) × ⑤同一原子中，同一能层同一能级的电子能量一定相同。( ) ⑥第 能层最多能容纳的电子数为 ，所以钠原子的第三能层填有18个电子（ ） 课堂练习1、判断正误 √ √ × √ 课堂练习2、下列能级符号书写<zzd>错误</zzd>的是( @45@ )。 A. B. C. D. B 课堂练习3、判断正误 (1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　) (2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　) (3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　) (4)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　) × √ √ √ 一、 能层与能级 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 2 8 18 32 50 二、基态与激发态 原子光谱 基态原子 激发态原子 吸收能量 释放能量 发射光谱 吸收光谱 能量较高 能量最低 【课堂小结】 $$