1.1.1 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 第一节 原子结构 1.1.1 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 授课人：XXX 2024.12 人教版选择性必修二 【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） 原子：化学变化中最小的粒子 化学反应的实质：原子的重新组合 （1）各电子层最多能容纳2n2个电子。 （2）最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； 次外层电子数最多不超过18个； 倒数第三层不超过32个。 原子核外电子排布规律 （3）核外电子总是尽量先排满能量最低、离核最近的电子层， 然后才由里往外，依次排在能量较高电子层。 而失电子总是先失最外层电子。 注意： 以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。 3 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 各能层 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p ... ... ... 各能级 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 ... ... ... 离核距离 近 远 能量 低 高 能级数=能层序数 1. 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。 2. 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。能级符号按照s、p、d、f……排序。 3. 同一能层各能级：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) 4. 不同能层相同能级：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 任一能层的能级总是从 s 开始。 能级符号前面用数字表示能层序数。 能级数=能层序数 不同能层中符号相同的能级最多容纳的电子数相同 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2倍。 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？ 【思考･讨论】 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？ 教材P7 能层与能级 5 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？ 能层的能级数等于该能层序数。 一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。 【思考･讨论】 能层与能级 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？ 以s、p、d、f为符号的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的2倍。 3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同。 【思考･讨论】 能层与能级 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？ 第五能层最多可容纳50个电子（2×52 ＝ 50）； 5个能级； 各能级最多容纳电子数分别为2，6，10，14，18个。 【思考･讨论】 能层与能级 1、能层（因核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异分层划分） 2、能级（同一能层的电子的能量也有差异，可以分级划分） 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 小 结 9 任一能层的能级总是从 能级开始，能级的字母代号总是按s、p、d、f......排序的，字母前的序数是它们所处的能层序数。 能级数等于该能层序数n。 每个能级最多可容纳电子数依次为自然数中的奇数列 、 、 、 ... 的2倍。 4. 不同能层中符号相同的能级最多容纳的电子数相同。 5. 多电子原子中，同一能层不同能级的能量顺序 : E(ns) E(np) E(nd) E(nf) s 1 3 5 7 < < < 不同能层相同能级的能量顺序 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 小 结 10 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)能层就是电子层，包含不同的能级(　　) (2)能层越高，离原子核越远(　　) (3)ns、np、nd最多容纳的电子数均为2(　　) (4)每一能层均包含s、p、d、f能级(　　) √ √ × × 【巩固･练习】 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 【巩固･练习】 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。 基态与激发态 基态 激发态 吸收能量 + hv hv’ 基态 激发态 吸收能量 释放能量 基态原子：处于能量最低状态的原子。 激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态原子。 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。 基态与激发态 14 一般在能量相近的能级间发生电子跃迁（物理变化）。如1s22s22p2 表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）。 激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。激发态原子释放能量变为基态原子时，其能量可转化为可见光。 基态与激发态 图片源自网络 光谱的形成 认识原子结构的工具——原子光谱 发射光谱 吸收光谱 Li He Hg 不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱，各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。 认识原子结构的工具——原子光谱 特征:暗背景，亮线；线状不连续 特征:亮背景, 暗线；线状不连续 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。 发现新元素 焰色试验检验元素 原子光谱的应用 图片源自网络 各元素都只能发出具有本身特征的某些波长的光，明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。 18 小结：基态与激发态 原子光谱 注意：电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移）；原子得失电子时发生的是化学变化。 19 1.下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_______是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图_______是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。 ①③⑤ ②④⑥ 【巩固･练习】 3. 以下现象与核外电子的跃迁有关的是 ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　 ④凸透镜聚光　 ⑤燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花　⑥日光灯通电发光　 A.①③⑤⑥ B.②④⑤ C.①③④⑥ D.①②③⑤⑥ √ 【巩固･练习】 单选：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 判断：激发态原子能量更高，更易失电子，还原性更强。 √ 【巩固･练习】 THANKS ! Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$