1.1.1 能层与能级 基态与激发态 原子光谱-【核心素养新教学】2025-2026学年高二化学同步优质教学课件（人教版选择性必修2）

第一章 化学反应的热效应 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 本节重点 原子核外电子的能层、能级分布及其能量的关系。 电子处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁 第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 “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 人类对原子的认识 ——漫长且无止境 原子结构 1920年丹麦科学家波尔提出了构造原理 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， 5年后，波尔 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。 1.能层 （1）概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，也叫能层 （2）表示方法 主题1:能层与能级 电子层 能层 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 ①能量规律 能层越高,电子的能量越高。 能量的高低顺序E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。 1.能层 （2）表示方法 主题1:能层与能级 电子层 能层 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 ②数量规律 每层容纳的电子数不超过2n2（n为能层序数） 2.能级 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。 K层 1S L层 2S 2p M层 3S 3p 楼层间能量不同，且不同楼层间还有小台阶，能量也不同 主题1:能层与能级 能级符号按照s、p、d、f、g……排序 能级数=能层序数 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 3d K L M N 最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 主题1:能层与能级 【思考･讨论】 能级的符号和所能容纳的最多电子数： ①任一能层的能级总是从s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。 ②每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数中的奇数列1、3、5、7... 的2倍。 ③不同能层中符号相同的能级最多容纳的电子数相同。 ④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) ⑤不同能层相同能级的能量顺序 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 课堂检测 1.判断正误 (1)2d表示L层上的d能级 (　　) (2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 (　　) (3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 (　　) (4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f) (　　) (5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同 (　　) × × × × √ 课堂检测 2.（1）用符号填写各能层所含能级种类。 层：___； 层：________； 层：_____________； 层：__________________。 <m></m> <m></m> 、 <m></m> <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> （2）用数字填写各能级所能容纳的最多电子数。 ___； ___； ____； ____。 2 6 10 14 （3）比较下列能级的能量高低（填“ ”“ ”或“ ”）。 ① ___ ___ ___ ； <m></m> <m></m> ② ___ ___ ___ ； <m></m> <m></m> <m></m> ③ ___ ___ ___ 。 <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> 3．下列有关原子核外电子的说法错误的是（ ） A．在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动 B．电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层 C．每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子 D．离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高 C 课堂检测 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”。 你敢信吗？ 激光 焰色试验和LED灯发光原理竟然一样？ 生活中，我们看到的许多可见光，都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 叶绿素铜钠盐 K L M N 电子跃迁 基态氢原子 处于能量最低 状态的氢原子 吸收能量 激发态氢原子 能量比基态高 的氢原子 K L M N 主题2: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最低状态 2.基态与激发态 (1)基态原子： 处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子：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。 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 12 主题2:基态与激发态 原子光谱 2.基态与激发态 ①电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是化学变化。 ②一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 如1s22s22p2 表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）。 特别提醒： ③激发态原子不稳定，易回落到较低能量的激发态或基态原子，该过程释放能量。 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式之一。 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 叶绿素铜钠盐 ①激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。 ②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。 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。 通常原子处于基态，但在受到热能、电能的激发时，原子吸收能量会跃迁到能级较高的激发态，激发态的原子不稳定，很快再跃迁回到较低能级乃至基态，同时释放出特定频率的光。 (1）原子光谱的产生 hν = E2-E1 3.原子光谱 主题2:基态与激发态 原子光谱 激发态能级 发射光谱 吸收光谱 E1 E0 E2 E3 En 基态能级 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 14 叶绿素铜钠盐 (2)原子光谱: 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。 原子光谱的成因与分类 K L M N 基态 激发态 光 基态原子吸收能量，电子会发生跃迁，原子处于比基态能量高的状态，形成激发态原子。 吸收能量 吸收光谱 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。 释放能量 发射光谱 3.原子光谱 主题2:基态与激发态 原子光谱 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 15 叶绿素铜钠盐 发射光谱 吸收光谱 特征:暗背景,亮线, 线状不连续， 电子释放能量跃迁时产生 (原子由激发态到基态) 电子吸收能量跃迁时产生 (原子由基态到激发态) 亮背景，暗线，线状不连续 3.原子光谱 主题2:基态与激发态 原子光谱 Li He Hg PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 16 活学活用----分析焰色试验的原理: 主题2:基态与激发态 原子光谱 激发态 基态 灼 烧 释放能量（光） 利用元素的发射光谱 我们见到的可见光，如焰火、霓虹灯、激光、荧光、LED灯光等都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 叶绿素铜钠盐 假设原子中的电子只能沿着特定轨道绕核旋转，在此轨道上电子不释放也不吸收能量，这种状态叫定态。原子的各定态能量都是特定数值，即是量子化的，不连续。而原子光谱的谱线是不同定态的电子发生跃迁产生的。 玻尔理论 主题2:基态与激发态 原子光谱 太阳光谱是原子的吸收光谱，为什么是离散的谱线而不是连续的的呢？ 夫琅禾费线 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： 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数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ 19 课堂检测 1.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)电子跃迁时只吸收能量(　　) (5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　) (6)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(　　) √ √ × × × 课堂检测 2. 下列关于同一原子中基态和激发态说法正确的是(　　) A.基态时能量比激发态时的高 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 C 课堂检测 3：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 C 4：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 课堂检测 4.（1）德国人基尔霍夫 和本生 研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了 铷元素，他们研究的是__________。 原子光谱 (20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 课堂小结 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 能量最低 激发态原子 能量较高 吸收能量 吸收光谱 释放能量 发射光谱 Thank you for watching $