1.1.1 能层与能级 基态与激发态-【精讲课】2024-2025学年高二化学同步教学优质课件（人教版2019选择性必修2）

第1课时 能层与能级 基态与激发态 第一章 第一节 原子结构 四川省双流棠湖中学 海棠化学备课组 核心素养学习目标 1．认识能层、能级，知道电子运动的能量状态具有量子化的特征。 2．认识基态原子、激发态原子，能从电子跃迁角度初步解释原子光谱的形成，进一步强化“结构决定性质”的观念。 创设情境 【化学史实】原子结构模型的发展过程 1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。 1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。 1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。 实心球模型 枣糕模型 核式结构模型 创设情境 丹麦物理学家玻尔 （N.Bohr,1885~1962) 玻尔模型 原子核 核外电子 质子 中子 原子 【化学史实】原子结构模型的发展过程 回顾旧知 DLHX ①第一层最多排2个电子 ②第二层最多排8个电子 ③最外层最多排8个电子 （只有一层的，电子不超过2个） ④次外层不超过18个电子 Al Cl 原子结构示意图 核外电子排布规律 任务一：认识能层与能级 【阅读思考】阅读教材p6-7，思考能层是什么？ 按能量不同划分——能层(相当于必修中的电子层) n(能层序数) K L M N O P Q 1 2 3 4 5 6 7 …… 2 8 18 32 50 72 98 符号 最多电子数 【问题1】各能层的能量高低顺序为？ n 越大，离核距离越远，电子能量越高 【问题2】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？ E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。 一个能层最多容纳的电子数为2n2 任务一：认识能层与能级 【阅读思考】阅读教材p6-7，思考能级是什么？ 同一能层的电子，分成不同能级 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 …… 【问题1】一个能层的能级数与能层序数（n）间存在什么关系？ 能级数=能层序数（n） 【问题2】各能级的能量高低顺序为？ 同一能层、不同能级，为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…… 不同能层、同一能级，能层序数越大，能量越高 【问题3】以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？ 依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7的2倍，即2，6，10，14 任务一：认识能层与能级 【阅读思考】阅读教材p6-7，思考能层、能级是什么？ 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 …… 【问题4】3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？ 相同，均为10 【问题5】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？（注：高于f的能级不用符号表示。） 2n2=2 x 52=50 s、p、d、f……共5个能级中 最多容纳电子数依次为2、6、10、14…… 【归纳总结】能层、能级与容纳的最多电子数 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 …… …… …… …… … … … 2n2 2 8 18 32 任务一：认识能层与能级 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与能级； 每个能层最多容纳 个电子（n为能层序数）； =能层的能级数 2n2 能层序数n 【归纳总结】能层与能级的关系 任务一：认识能层与能级 (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 (5)4s、4p、4d、4f能级的能量的高低顺序为E(4s)<E(4p)<E(4d)<E(4f) √ × √ × √ 【评价训练】正误判断 任务一：认识能层与能级 2.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)。 ＜ ＜ ＞ ＞ ＜ ＜ 【评价训练】正误判断 任务一：认识能层与能级 【阅读归纳】阅读教材p7，找出基态原子、激发态原子的概念。 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 原子 基态原子： 激发态原子： 处于最低能量状态 处于较高能量状态 （电子会跃迁到较高能级） 吸收能量 释放能量 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式 注意事项：电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而电子的得失发生的是化学变化。 【阅读归纳】阅读教材p8，找出原子光谱的概念、原理与应用。 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 1.原子光谱:不同元素的原子，其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。 （1）原子光谱的成因及分类： 基态原子 激发态原子 吸收能量，形成吸收光谱 释放能量，形成发射光谱 锂、氦、汞的发射光谱 Li He Hg 锂、氦、汞的吸收光谱 （2）光谱分析：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。 【阅读归纳】阅读教材p8，找出原子光谱的概念、原理与应用。 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 2.原子光谱的应用 (1)发现新元素：如铯(1860年)和铷(1861年)，其光谱图中有特征的蓝光和红光。又如1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。 He 氦 【阅读归纳】阅读教材p8，找出原子光谱的概念、原理与应用。 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 2.原子光谱的应用 (2)检验元素：焰色试验中产生的焰色是电子跃迁的结果。焰色产生的过程： 基态原子 基态原子。 【阅读归纳】阅读教材p8，找出原子光谱的概念、原理与应用。 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 2.原子光谱的应用 (3)生产生活中 烟火 霓虹灯 (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)电子跃迁时只吸收能量 (5)水晶是无色透明的，说明石英中各种原子中的电子不能发生跃迁 × √ × √ × 【评价训练】正误判断 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 2.下列叙述不正确的是 A.原子的核外电子处于能量最低的状态称为基态 B.原子的核外电子吸收能量而高于基态能量的状态称为激发态 C.焰色是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道时产生的 D.原子的核外电子由能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，辐射 的能量可能以光的形式表现出来 √ 【评价训练】正误判断 任务二：认识基态与激发态及原子光谱 本课结束 今日作业 第一章 第一节 第1课时 能层与能级 基态与激发态 激发态原子 $$