1.1 課時(shí)1 能層與能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

能層與能級(jí)、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.了解有關(guān)核外電子運(yùn)動(dòng)模型的歷史發(fā)展過程，認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。2.了解核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),知道原子核外電子的能層分布、能級(jí)分布及其能量的關(guān)系。3.了解電子運(yùn)動(dòng)的能量狀態(tài)具有量子化的特征(能量不連續(xù)),知道電子可以處于不同的能級(jí),在一定條件下會(huì)發(fā)生激發(fā)與躍遷。1803年道爾頓1904年1911年1913年1926～1935年湯姆孫盧瑟福波爾薛定諤提出原子確認(rèn)電子實(shí)心球模型葡萄干面包模型行星式模型分層模型現(xiàn)代電子云模型提出電子分層運(yùn)動(dòng)提出電子沒有確定軌道確認(rèn)原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子預(yù)測(cè)中子人類認(rèn)識(shí)原子的歷史是漫長的，也是無止境的。????????????+++++++++++原子核核外電子原子質(zhì)子(Z)中子(N)XAZ質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)決定元素的種類決定原子的種類最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)核電荷數(shù)（z）=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)電子數(shù)=原子序數(shù)±電荷數(shù)丹麥物理學(xué)家玻爾（N.Bohr,1885~1962)玻爾模型構(gòu)造原理：即從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入原子核外“殼層”的順序，電子只能在原子核外具有特定能量的“殼層”中運(yùn)動(dòng)。由此開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期律的篇章。5年后，玻爾的“殼層”落實(shí)為“能層”與“能級(jí)”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。1936年，德國科學(xué)家馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實(shí)為依據(jù)的完整的構(gòu)造原理。波爾原子模型電子層一、能層與能級(jí)1.能層（1）概念：多電子原子的核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異，可將核外電子分成不同的能層。（K、L、M、N、O、P、Q等）電子層能層能層越高，電子的能量越高（2）表示方法及各能層最多容納的電子數(shù)能層一二三四五六七n符號(hào)K

L

M

N

OPQ—最多電子數(shù)28

1832507298原子核外電子總是盡可能先排布在能量較低的能層上，然后由內(nèi)向外依次排布在能量逐漸升高的能層。能層越高,電子的能量越高。E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。①能量規(guī)律②數(shù)量規(guī)律=2×12=2×22

=2×32=2×42=2×52=2×62=2×722n2每層容納的電子數(shù)不超過2n2（n為能層序數(shù)）原子最外層電子數(shù)目不能超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過2個(gè)電子)。次外層電子數(shù)目不超過18個(gè)(K層為次外層時(shí)不能超過2個(gè))，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個(gè)。

(1)多電子原子的同一能層電子的能量不同，分為不同的能級(jí)。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、f等表示。2.能級(jí)(3)能層、能級(jí)與容納電子數(shù)能層KLMN最多電子數(shù)能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)2818322262610261014①任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，能級(jí)符號(hào)的順序是ns、np、nd、nf......(n為能層序數(shù))。能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)。即第一能層只有1個(gè)能級(jí)(1s)，第二能層有2個(gè)能級(jí)(2s和2p)，依次類推。②以s、p、d、f.....排序的每個(gè)能級(jí)最多可容納的電子數(shù)依次為自然數(shù)1、3、5、7……的2倍。每一能層中最多容納的電子數(shù)為2n2(n代表能層序數(shù))。③不同能層中符號(hào)相同的能級(jí)所容納的最多電子數(shù)相同。思考與討論能層中的能級(jí)數(shù)=能層序數(shù)能層最多容納電子數(shù)=2n22、6、10、14相同能級(jí)5s5p5d5f5?總數(shù)最多電子數(shù)5026101418

501.一個(gè)能層的能級(jí)與能層序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系？一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層序數(shù)（n）間存在什么關(guān)系?2.以s、p、d、f、為符號(hào)的能級(jí)分別最多可容納多少電子？3d、4d、5d能級(jí)所能容納的最多電子數(shù)是否相同？3.第五能層最多可容納多少電子？它們分別容納在幾個(gè)能級(jí)中？各能級(jí)最多容納多少個(gè)電子？（注：高于f的能級(jí)不用符號(hào)表示。）③能層離核越近能量越低。（

）④同一能層的電子能量一定相同。（

）②各能級(jí)(s、p、d、f……)上所能容納的電子數(shù)依次為1、3、5、7……的2倍。（

）①原子核外電子按能量不同分為不同的能層，同一能層又按能量不同分為不同的能級(jí)。（

）⑤同一原子中，同一能層同一能級(jí)的電子能量一定相同。（

）

1、判斷正誤2.在同一個(gè)原子中，M能層上的電子與Q能層上的電子的能量()A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．無法確定B3.以下能級(jí)符號(hào)正確的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p4.若n=3，以下能級(jí)符號(hào)錯(cuò)誤的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB5.下列各電子能層中，不包含d能級(jí)的是（

）A、N能層B、M能層C、L能層D、K能層CD什么是“光”？什么是“光譜”？光光是一種電磁波，不同波長的光具有不同能量

E＝hυ

，

υ＝c/λ光譜

復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)（如棱鏡）分光后，被色散開的單色光按波長（或頻率）大小而依次排列的圖案。

由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨所得的光譜。如：陽光。連續(xù)光譜氫原子的線狀光譜太陽光的連續(xù)光譜各種波長差別極小而不能分辨特定波長、彼此分離二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜1、能量最低原理原子的電子排布遵循能量最低原則使整個(gè)原子的能量處于

狀態(tài)最低2、基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子原子

基態(tài)原子（穩(wěn)定）

激發(fā)態(tài)原子（不穩(wěn)定）處于最低能量處于較高能量吸收能量釋放能量E0E1E2E3En激發(fā)態(tài)能級(jí)基態(tài)能級(jí)吸收能量

電子躍遷釋放能量

電子躍遷光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式，一般是能量相近的能級(jí)間發(fā)生電子躍遷。光的波長可用兩個(gè)軌道的能量差計(jì)算。光不同元素的原子，電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。3.原子光譜基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量形成吸收光譜形成發(fā)射光譜電子躍遷4、發(fā)射光譜與吸收光譜對(duì)比特征：暗背景，彩色亮線，線狀不連續(xù)特征：亮背景，暗線，線狀不連續(xù)發(fā)射光譜吸收光譜LiHeHg同種元素發(fā)射光譜中的彩色亮線與吸收光譜中的暗線處于相同位置。某些波長的光被釋放來源于光源某些波長的光被吸收5、原子光譜的應(yīng)用(1)發(fā)現(xiàn)新元素如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦。在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。5、原子光譜的應(yīng)用(2)檢驗(yàn)元素焰色試驗(yàn)_______變化物理基態(tài)原子吸收能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將能量以光的形式釋放出來。焰色試驗(yàn)屬于發(fā)射光譜(3)焰火、激光、熒光、LED燈光光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一。焰火、霓虹燈光、激光、熒光、LED燈光等都與核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。霓虹燈管中裝載的氣體不同，在高壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同?；鶓B(tài)Ne原子激發(fā)態(tài)Ne原子在電場(chǎng)的作用下電子躍遷到較高能級(jí)很快又會(huì)以光的形式釋放能量躍遷到較低能級(jí)光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段，所以看見紅色光?？茖W(xué)史話：離散的譜線1814年，德國物理學(xué)家夫瑯禾費(fèi)發(fā)明了分光鏡并用來觀察太陽光，發(fā)現(xiàn)在太陽光譜中有570多條黑線（現(xiàn)知幾千條），后人稱之為夫瑯禾費(fèi)線。1859年,德國科學(xué)家本生

和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀，證實(shí)了夫瑯禾費(fèi)線實(shí)質(zhì)上是原子的吸收光譜，并一一找到對(duì)應(yīng)的元素。例如，被夫瑯禾費(fèi)標(biāo)記為D的雙線源自鈉（如圖)，后人稱為鈉雙線科學(xué)史話：離散的譜線原子光譜為什么是離散的譜線而不是連續(xù)的呢？

1913年，玻爾創(chuàng)造性地假設(shè)，被束縛在原子核外的電子的能量是量子化的，只能取一定數(shù)值，稱為定態(tài)，而原子光譜的譜線是不同定態(tài)的電子發(fā)生躍遷產(chǎn)生的，因而是離散的而不是連續(xù)的譜線。1925年，德國科學(xué)家洪特解釋了復(fù)雜光譜，得出了過渡元素（包括鉻和銅等）的光譜學(xué)基態(tài)原子的電子排布，為構(gòu)造原理的確立奠定了基礎(chǔ)1、判斷正誤(1)光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一()(2)霓虹燈光、激光、螢光都與原子核外電子躍遷吸收能量有關(guān)()(3)產(chǎn)生激光的前提是原子要處于激發(fā)態(tài)()(4)同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的能量()電子層能級(jí)數(shù)能級(jí)類型原子軌道數(shù)可