1.1.1 能层与能级 原子光谱 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦原子结构，核心讲解能层与能级、基态与激发态及原子光谱，通过原子结构模型演变史导入，复习物质分类、反应规律等旧知，搭建新旧知识支架，帮助学生衔接学习。 其亮点是融合科学史（玻尔模型发展）与生活实例（焰色试验、霓虹灯），以思考讨论和典例剖析培养科学思维与化学观念，如用电子跃迁解释焰色成因，助学生微观探析宏观现象，也为教师提供结构化教学资源。

新人教版 化学 选必2 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 第1讲 原子结构 1.通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能层、能级及电子排布规律 2.了解电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。 教学目标 高中化学教材体系 已学教材 复习旧知 1.分类思想 (1)物质的分类 必修一第一章第1节 复习旧知 1.分类思想 (2)化学反应的分类 化学反应 反应前后物质的种类 反应物和生成物的类别 化合反应（多变一） 分解反应（一变多） 置换反应（A+BC=AC+B） 复分解反应（AB+CD=AC+BD） 有无离子参加或生成 离子反应 非离子反应 有无电子转移 氧化还原反应 非氧化还原反应 化学能与热能的转化 吸热反应 放热反应 有无有机物参与反应 有机反应 无机反应 必修一第一章 必修二第六、七章 选必一第一章第1节 复习旧知 2.物质的性质与用途 钠及其化合物 铁及其化合物 铝及其化合物 其他金属及其化合物 金属及其化合物 非金属及其化合物 氯及其化合物 硫及其化合物 元素及其化合物 的性质与用途 氮及其化合物 硅及其化合物 其他非金属及其化合物 必修一第二、三章 必修二第五、八章 金属的冶炼 气体的制备 复习旧知 3.化学反应与能量 吸热反应与放热反应 热化学方程式的书写 中和热的测定实验 反应热的计算(盖斯定律） 化学能与热能 化学能与电能 原电池 电解池 化学反应中 的能量变化 金属的腐蚀与防护 电极反应式的书写 必修二第六、八章 选必一第一、四章 复习旧知 4.化学反应速率与化学平衡 影响因素：温度、浓度、压强、催化剂 相关计算 化学反应速率 化学平衡 影响因素：温度、浓度、压强 弱电解质的电离平衡Ka、Kb 化学反应速率与化学平衡 水的离子积Kw 盐类的水解Kh 必修二第六章 选必一第二、三章 难溶电解质的沉淀溶解平衡Kh 复习旧知 5.有机化学基础 有机物的结构特点 有机化学基础 必修二第七章 选必三教材 同系物、同分异构体 有机物的命名 烃的结构特点与性质 烃的衍生物结构特点与性质 糖类、蛋白质、脂质 有机反应类型 复习旧知 6.物质的结构与性质 原子结构 物质的结构与性质 必修一第四章 选必二教材 化学键 元素周期表与元素周期律 复习旧知 01 能层与能级 02 基态与激发态 原子光谱 CONTENTS 目录 01 能层与能级 新课导入 一、原子结构模型的演变 “葡萄干布丁”模型（汤姆生1904） 电子均匀分布在正电荷连续体中 原子结构模型的演变 实心球模型（道尔顿1803） 原子是不可再分的 1 2 行星模型 （卢瑟福1911） 原子由原子核和核外电子组成 3 圆形轨道模型（波尔1913） 核外电子在特定轨道上高速运动 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 思考：1.原子由什么微粒构成？这些微粒带电吗？ 2.原子内部的核外电子是如何排布的，遵循什么规律呢？ 原子核 核外电子 原子 质子(Z) 中子(N) X A Z 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 决定元素的种类 决定原子的种类 最外层电子数决定元素的化学性质 原子的构成 化学变化中 的最小微粒 复习旧知 思考：1.原子由什么微粒构成？这些微粒带电吗？ 2.原子内部的核外电子是如何排布的，遵循什么规律呢？ 核外电子排布规律 原子核 电子层 钠 +11 2 8 1 整个原子的质量集中在原子核上，核外电子是分层排布的 1. 原子核外电子总是尽先由里向外(能量由低到高)排列。 2. 第n层最多能最多容纳2n2个电子。 4. 次外层最多能容纳18个电子，倒数第三层最多容纳32个电子。 3. 最外层最多容纳8个电子(K层为最外层时最多容纳2个)。 复习旧知 二、能层与能级 1.能层（电子层） 一(K) 二(L) 三(M) 四(N) 核外电子按能量不同分成能层。电子的能层由内向外排序。 能层序号 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 能量(E) 8 能层越高，电子的能量越高 2 18 32 50 72 98 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) +11 第1层 第2层 第3层 2 8 1 问题：1.电子在原子核外是分层排布的，这三层上的电子有什么不同？ Na的原子结构示意图 离核距离不同，电子能量不同 问题：2.不同能层的电子能量不同，在同一层上的电子的能量是否一定相同呢，例如第2层的8个电子能量是否相同？ 同一能层的电子的能量可能不同，又将能层分成不同的能级 (电子亚层) 思考讨论 二、能层与能级 2.能级（电子亚层） 在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，据此把它们分为能级 (1) 概念 (2) 符号 任一能层的能级都是从 s 能级开始，依次称s、p、d、f、g能级…… 能层符号 K L M N 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多容纳电子数 能级 能层 2 8 18 32 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 (3) 规律 ①能级数=能层序数 能级符号前面用数字表示能层序数 二、能层与能级 能层符号 K L M N 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多容纳电子数 能级 能层 2 8 18 32 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 (3) 规律 ①能级数=能层序数 能级符号前面用数字表示能层序数 ②s、p、d、f能级可容纳的最多电子数依次为奇数等差数列1、3、5、7的2倍 ③能量关系：同能层不同能级 E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) 同能级不同能层 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 1. 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？（本书只要求到f能级） 50 s、p、d、f、g 2、6、10、14、18 2.下列关于能层和能级的说法错误的是(　　) A.每个能层中的能级数都等于该能层序数 B.原子核外每个能层容纳的电子数都是n(n表示能层序数) C.d 能级最多能容纳10个电子 D.任一能层的能级总是从s能级开始 B 典例剖析 3.第三电子层含有的轨道数为( ) A、3 B、5 C、7 D、9 4.下列不符合事实的是（ ） A、4s2 B、2p3 C、3d8 D、3f14 5.下列各能层不包含d能级的是（ ） A、O能层 B、P能层 C、M能层 D、K能层 6.某一能层上nd能级最多能容纳的电子数为（ ） A、6 B、10 C、14 D、15 B D D D 典例剖析 22 02 基态与激发态 原子光谱 问题：你知道生活中有哪些与电子跃迁有关的现象吗？原因又是什么呢？ 思考:电子的能量和所在能级是否就一成不变的呢？ 原子核外的电子会在不同能级之间跃迁，跃迁需要吸收或释放能量hv=E1-E2 思考讨论 一、基态与激发态 1.基态原子 处于最低能量状态的原子 基态原子吸收能量，电子跃迁到较高的能级，变为激发态原子 (稳定) (不稳定) 如： 1s2 2s2 基态Be 吸收能量 1s2 2s12p1 激发态Be 释放能量 电子的跃迁是物理变化 原子的得失是化学变化 2.激发态原子 问题：解释金属的焰色试验的原因？ 金属原子中，核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能量越高。 灼(燃)烧时，电子获得能量，能量较低的电子发生跃迁，从基态变为激发态。 随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态，便以光(辐射)的形式释放能量，形成不同的焰色。 思考讨论 焰火 霓虹灯光 激光 荧光 LED灯光 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一 问题：你知道生活中有哪些与电子跃迁有关的现象吗？原因又是什么呢？ 思考讨论 二、原子光谱 1.光谱成因 光 K L M N 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。 每一次跃迁的能量以光的形式产生一条分立的谱线，被记录下来，就形成了原子光谱。 2.概念 不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，人们常常利用原子光谱仪将物质吸收的光或发射的光的频率（或波长）和强度分布记录下来得到光谱。 光谱：按照一定能量次序排列的光带。 可见光光谱：可以被人眼观察的光带。 思考：根据卢瑟福的核式模型，原子光谱应该是什么光谱？能否合理解释原子内部的结构呢？ 卢瑟福原子模型 连续的光谱 思考：根据玻尔的玻尔模型，原子光谱应该是什么光谱？ 思考讨论 玻尔原子模型 H的线状光谱 1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释 元素周期律的篇章。 1925年以后，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，复杂的原子光谱得以诠释。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。 有什么特点呢？ 丹麦科学家 玻尔 为了解释这一实验事实，玻尔在卢瑟福核式模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型 电子分层排布模型 激发态 K L M N 能量 基态 获得了1922年的诺贝尔物理学奖 拓展延伸 二、原子光谱 3.分类 吸收光谱 发射光谱 Li、He、Hg发射光谱 特征:暗背景、亮线；线状不连续 Li He Hg Li、He、Hg吸收光谱 特征:亮背景、暗线；线状不连续 Li He Hg 特点：同一原子发射光谱中的亮线和吸收光谱中的暗线的位置对应相同； 不同原子具有不同的特征谱线 二、原子光谱 4.应用 依据：不同元素具有不同的特征谱线 在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，专业上称为光谱分析 光谱分析仪 锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱 (1) 鉴定元素 焰色反应是电子跃迁释放能量的结果，焰色反应发生的过程： 不同元素的焰色试验 二、原子光谱 4.应用 (2) 生活中的光现象解释 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，将释放能量。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。 二、原子光谱 4.应用 许多元素是通过原子光谱发现的 (3) 发现新元素 He 氦 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。 思考：1.结合教材，分析原子吸收光谱和发射光谱有何区别？ 吸收光谱和发射光谱都是线谱，区别在于前者显示光谱中的黑色线条，而后者显示光谱中的彩色线条。 思考：2.试分析焰色试验的原理是什么？焰色试验属于吸收光谱还是发射光谱？ 焰色试验的原理是核外基态电子吸收能量后变成为较高能级的激发态，然后跃迁至较低能级的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量，属于发射光 思考：3.试分析霓虹灯发光的原理 充有氖气的霓虹灯能发出红光，产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快地以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段 思考讨论 1.下列说法不正确的是(　　) A.焰色试验是化学变化 B.在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素 C.同一原子处于激发态时的能量一定高于处于基态时的能量 D.焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子中的电子从激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时产生的光的颜色 A 典例剖析 2.下列说法正确的是(　　) A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因 B.同一原子处于激发态时比处于基态时稳定 C.激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性 D.电子只有从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 A 典例剖析 原子结构 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 能层 能级 基态原子 激发态原子 原子光谱 课堂总结 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(　　) √ √ × × 课堂练习 2.下列叙述正确的是( ) A.能级就是电子层 B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2 C.同一能层中的不同能级的能量高低相同 D.不同能层中的s能级的能量高低相同 B 3.以下能级符号正确的是( ) A.3f B.2d C.4s D.2f C 4.第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 D 课堂练习 5.下列说法正确的是(　　) A.同一原子中1s、2s、3s电子能量逐渐减小 B.同一原子中2p、3p、4p能级可容纳的最多电子数依次增多 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层最多能容纳的电子数是2n2 D 课堂练习 6.下列有关 M能层的说法正确的是(　　) A.表示第二电子层 B.最多能容纳8个电子 C.表示第三电子层 D.至少含有 s、p、d、f四个能级 C 7.下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( ) A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f A 课堂练习 8.下列关于同一原子中基态和激发态的说法中，正确的是（ ） A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态过程中吸收能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光 9.当碳原子核外一个电子由2s能级跃迁到2p能级时，下列说法正确的是（ ） A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 C.该过程将产生发射光谱 D.碳原子要向外界环境释放能量 C A 课堂练习 10.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光.产生这一现象的主要原因（　　） A. 在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 B. 电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线 C. 氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D. 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 11.下列现象和应用与电子跃迁无关的是( ) A.激光 B.焰色试验 C.燃烧放热 D.霓虹灯 D C 课堂练习 新人教版 化学 选必2 第一章 原子结构与性质 谢谢观看 Lavf58.46.101 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $