内容正文:
第一章
原子结构与性质
第一节 原子结构
第1课时 原子结构
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知识与技能
1.了解物质结构与物质性质之间的关系。
2.了解原子核的诞生及人类认识原子结构的过程。
3.熟知能层和能级分布,能用符号去表示原子核外的不同能层。
过程与方法
情感态度与价值观
1.通过科学家发现原子结构的艰辛,体会科学家的探索和求知精神。
2.培养学生求实的科学态度和为科学做贡献的决心。
1.学会运用类比归纳的方法总结核外电子排布规律。
2.体会化学的理论最终是以实验为基准。
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学习目标
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教学引入:原子结构的发现史
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【复习回顾】原子结构
原子
原子核
核外电子(-)
质子(+)
中子(不带电)
核电荷数(z)=核内质子数=核外电子数
质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N)
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结合钠原子结构示意图,回顾核外电子排布的规律:
1.核外电子是分层排布的,且总是尽量先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。
2.原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
3.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)。
4.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。
说明:以上规律是互相联系的,不能孤立地理解。
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能层和能级
01
PART
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1.1
能层与能级
根据必修阶段的学习,我们知道电子按照能量高低在核外分层进行运动,能量越低离核越近,能量越高离核越远,所以可以将核外电子分为不同的能层。
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1.1
能层与能级
1.能层:
根据能量不同,将核外电子分为不同的能层,即电子层。
玻尔模型
电子只能在原子核外具有特定能量的“壳层”中运动。
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1.1
能层与能级
能层的表示方法及电子排布规律:
电子的能层由内向外排序,共有七层,符号依次为K、L、M、N、O、P、Q。
能层 1 2 3 4 5 6 7
能层符号 K L M N O P Q
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
离核远近 近←→远
能量高低 低←→高
电子排布的规律:
(1)能量最低原理:核外电子总是先排布在能量较低的电子层里,然后由内向外,依次排布在能量逐渐升高的电子层;
失电子总是先失最外层电子。
(2)四个不超:
①每层最多容纳电子数为2n2; ②最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子);
③次外层不超过18个电子; ④倒数第三层不超过32个电子。
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1.1
能层与能级
2.能级:
1.任一能层的能级总是从s开始。
2.能级符号前面用数字表示能层序数。
【例】:K层中只有1s能级,L层中有2s和2p能级
能级符号按照s、p、d、f、g……排序,能级数=能层序数
多电子原子中,同一能层的电子,能量也可能不同,还可以把一个能层分为不同能级。
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1.1
能层与能级
能级的表示方法及各能级最多容纳电子数:
相应能层的序数+字母 等表示,如N能层的s能级表示为 。
s、p、d、f
4s
s、p、d、f 能级可容纳的最多电子数分别为2、6、10、14,依次为奇数数列1、3、5、7的二倍。
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1.1
能层与能级
【思考】第五能层最多可以容纳多少个电子?分别容纳在哪些能级中?各能级最多容纳多少个电子?
第五能层最多可以容纳的电子数: 2×52 = 50
分别容纳在5s、5p、5d、5f、5g五个能级中。
各能级最多容纳的电子数为:
5s能级 2×1=2 5p能级 2×3=6 5d能级 2×5=10
5f能级 2×7=14 5g能级 2×9=18
总计50个电子,与前面能层的计算结果相同。
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1.1
能层与能级
能级能量大小的判断方法:
①先看能层,一般情况下,能层序数越大,能量越高。
②再看同一能层各能级的能量顺序:E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf);
③不同能层中的同一能级,能层序数越大,能量越高, 例如E(1s)< E(2s)<E(3s)
④不同原子的同一能层的同一能级的能量大小也不同, 例如Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。
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1.已知n为能层序数,下列有关认识正确的是 ( )
A.各能层含有的电子数均为2n2
B.各能层含有的能级数均为n-1
C.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
D.各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7的2倍
课堂检测
D
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课堂检测
2. 以下能级符号正确的是( )
A. 6s B. 2d C. 3f D. 7p
3. 若n=3,以下能级符号错误的是( )
A.np B.nf C.nd D.ns
AD
B
4. 下列各电子能层中,不包含 d 能级的是 ( )
A. N能层 B. M能层 C. L能层 D. K能层
CD
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课堂检测
5.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)。
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基态与激发态
原子光谱
02
PART
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2.1
基态与激发态
根据能层和能级的学习,我们知道了各个能层和能级的基本排布顺序,你能说出氢原子的电子排布是怎么样的吗?
氢原子的核外电子这样排布的原因是需要遵循能量最低原理,若是外界提供足够的能量呢?
当氢原子的核外电子吸收了一定能量之后,自身能量变高,便会发生跃迁,到较高的能级。
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2.1
基态与激发态
处于最低能量状态的原子。
1.基态原子:
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2.1
基态与激发态
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。
2.激发态原子:
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2.1
基态与激发态
当电子从较高能量的状态跃迁至较低能量的状态,乃至基态时,会释放能量。
光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。
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2.1
基态与激发态
【思考】基态原子和激发态原子互相转化时会吸收或释放能量,该过程属于物理变化还是化学变化?
该过程的实质是电子跃迁,没有涉及物质变化,属于物理变化。
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2.2
原子光谱
1.原子光谱的产生
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以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。
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
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2.2
原子光谱
【思考】根据右图中展示的吸收光谱与发射光谱,你能发现二者间的区别和联系吗?
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
1.吸收光谱的谱图一般是明亮背景的暗色谱线,
发射光谱的谱图一般是暗色背景的明亮谱线 。
2.同一种元素原子的吸收光谱和发射光谱呈现一种互补的状态。
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2.2
原子光谱
2.原子光谱的应用
(1) 发现元素
如铯(1860年)和铷(1861年),其光谱图中有特征的蓝光和红光,它们的拉丁文名称由此得名。又如稀有气体氦的原意是“太阳元素”,是1868年分析太阳光谱发现的,最初人们以为它只存在于太阳,后来才在地球上发现。
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2.2
原子光谱
2.原子光谱的应用
(2) 检验元素
如焰色试验,其原理是基态原子吸收能量,电子从基态跃迁到激发态后,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将能量以光的形式释放出来。
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小结
原子光谱的发展及应用
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6.正误判断:
(1)焰色试验实质上是一种吸收光谱。
(2)光辐射是电子跃迁释放能量的重要形式之一。
(3)霓虹灯、激光、荧光都与电子跃迁吸收能量有关。
(4)激发态原子能量更高,更易失电子,还原性更强。
×
√
×
√
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7.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取 ( )
A.电子的运动轨迹图像
B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图像
D.原子的发射光谱
B
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8.关于光谱分析,下列说法错误的( )
A、光谱分析的依据是每种元素都有其独特的特征谱线
B、光谱分析不能用连续光谱
C、光谱分析既可以用发射谱也可以用吸收光谱
D、分析月亮的光谱可得知月球的化学组成
D
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9.请分析当H原子处于激发态电子排布式为2P1时,其可形成 条发射光谱。
3
2p→2s、2p→1s、2s→1s
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小结
原子的结构和性质
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第一章
原子结构与性质
第一节 原子结构
第1课时 原子结构
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