1.1.1能层与能级 基态与激发态 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能层与能级的分布及能量关系、基态与激发态的转化、原子光谱的形成与应用，通过人类对原子结构认识的历史发展（从道尔顿到薛定谔模型）及知识回顾（原子组成、电子排布规律），搭建新旧知识联系的学习支架。 其亮点在于运用“楼层与阶梯”类比建构能层能级微观模型，结合焰色试验、激光原理等生活实例及光谱分析发现新元素的科学史，培养学生的科学思维与模型认知能力。学生通过类比和实例加深理解，激发探究兴趣，教师可借助结构化资料提升教学效率。

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 知识回顾 原子核 核外电子 质子(Z) 中子(N) 原子 （带正电） （不带电） （带负电） 数量关系 ①原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数 （不带电） 回顾思考1：原子由哪些微粒组成？微粒间存在哪些数量关系？如何表示？ 化学变化中 的最小微粒 (质量集中) (运动范围广，质量很小) ②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)≈相对原子质量 知识回顾 原子核外电子总是尽先由里向外(能量由低到高)排列 电子层模型示意图 电子排布的规律： (1)能量最低原理： 玻尔原子模型 （n为能层序数） (2)四个不超过： ①每层最多容纳电子数为2n2； ②最外层不超过8个电子（或2） ③次外层不超过18个电子； ④倒数第三层不超过32个电子。 注意：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解 一、能层和能级 电子只能在原子核外，具有特定能量的“壳层”中运动。 1.能层： 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符号 最多容纳电子数2n2 离核 能量规律： K L M N O P Q 2 8 18 32 50 72 98 低 高 近 远 E(K)<E(L) <E(M) <E(N) <E(O) < E(P) <E(Q) 根据能量不同，将核外电子分为不同的能层，即电子层。 （n为能层序数） 任务1 认识能层与能级 不同能层的电子离核距离不同，电子的能量不同 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，例如钠原子第2层的8个电子能量是否相同？ 同一能层的电子能量也可能不同，因此同一能层的电子还被分成不同的能级。 问题1：请书写出O、Na、Cl原子的原子结构示意图。并思考电子在原子核外 是分层排布的，不同能层上的电子有什么不同？ 电子层模型示意图 K层 L层 能层 N层 M层 能级 同一能层各能级能量越来越高 能层是楼层 能级是楼层的阶梯 一、能层和能级 K层 1S L层 2S 2p M层 3S 3p 主题1:能层与能级 能级数=能层序数 3d 一、能层和能级 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。 楼层间能量不同，且不同楼层间还有小台阶，能量也不同 能级符号按照s、p、d、f、g……排序 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 能量越来越高 同一能层各能级能量越来越高 能层符号 K(1) L(2) M(3) N(4) O(5) 能级数 1 2 3 4 5 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 能级最多容纳电子数 能层最多容纳电子数 2 8 18 32 50 表示方法：如3p，数字表示能层序数，字母表示能级代号。 一、能层和能级 2.能级： 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 课本P7：思考与讨论 ①任一能层的能级都是从 s 能级开始， ②能级数=能层序数(n)，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s、2p) ，依此类推。一个能层最多可容纳的电子数为 2n2 ③能级的字母代号总是按照s、p、d、f……排序， 每一能层可容纳的最多电子数依次为自然数中奇数序列1、3、5、7…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。 思考3：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？（注：高于f的能级不用符号表示） 第五能层（n=5）最多可以容纳的电子数： 2×52 ＝ 50 分别容纳在5s、5p、5d、5f 等五个能级中。 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。 一、能层和能级 能量关系： 能层符号 K(1) L(2) M(3) N(4) O(5) 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多容纳电子数 能级 能层 2 8 18 32 50 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … ①同能层不同能级 E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) ②同能级不同能层 E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s) 一、能层和能级 1.若n=3，以下能级符号错误的是（ ） A．np B．nf C．nd D．ns 2.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 B CD 课堂训练 3.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 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 二、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。 (不稳定) 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/ 13 吸收能量 释放能量 光(辐射) 激发态原子 基态 原子 电子跃迁 原子光谱 二、基态与激发态 原子光谱 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；反之，将吸收能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 叶绿素铜钠盐 hν = E2-E1 3.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 二、基态与激发态 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。 ①发射光谱：激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子，同时释放出特定频率的光，其能量可转化为可见光。 ②吸收光谱：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，同时释吸收出特定频率的光。 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 Li、He、Hg发射光谱 Li、He、Hg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.原子光谱的分类 二、基态与激发态 原子光谱 Li HeHg Li HeHg 发射光谱、吸收光谱 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 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 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 和LED灯、焰火、霓虹灯光、激光发光原理竟然一样？ 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。 生活解密 活学活用----分析焰色试验的原理: 激发态 基态 灼 烧 释放能量（光） 利用元素的发射光谱 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)的形式释放不同能量，形成不同的焰色。 （不同元素的焰色试验物理变化） 叶绿素铜钠盐 发现新元素 检验元素 烟火 He 氦 不同元素的焰色试验 活学活用----发现新元素 光谱分析：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。 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。 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/ 19 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）。 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。 特别提醒： 二、基态与激发态 原子光谱 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 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 二、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/ 21 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 激发态原子 吸收能量 释放能量 发射光谱 吸收光谱 能量较高 能量最低 课堂小结 $