2023-2024學(xué)年人教版選擇性必修2 第一章　第一節(jié)　第1課時(shí)　能層與能級　基態(tài)與激發(fā)態(tài)　原子光譜 課件（55張）

第一章

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第1課時(shí)能層與能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．認(rèn)識(shí)原子的核外電子排布，知道原子核外電子排布遵循的規(guī)則。2．知道原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的含義。3．知道原子核外電子的躍遷及吸收光譜和發(fā)射光譜，了解其簡單應(yīng)用。[核心素養(yǎng)對接]1．通過認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布，培養(yǎng)學(xué)生宏觀辨識(shí)與微觀探析的思想。2．結(jié)合原子核外電子排布規(guī)律及核外電子排布的原則，培養(yǎng)學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的能力。課前篇

·

自主學(xué)習(xí)固基礎(chǔ)一、能層與能級

[知識(shí)梳理]1．能層根據(jù)多電子原子的核外電子的__________，將核外電子分成不同的能層，能層用n表示。n值越大，能量越________。能量差異高2．能級(1)根據(jù)多電子原子中同一能層電子________的不同，將它們分成不同能級。(2)能級用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、f……組合在一起來表示，如n能層的能級按能量由低到高的順序排列為________、________、________、________等。能量ns

npndnf(3)能層序數(shù)________該能層所包含的能級數(shù)，如第三能層有能級____________。(4)s、p、d、f能級可容納的電子數(shù)為1、3、5、7的________倍。等于3s、3p、3d23．能層、能級與其容納的最多電子數(shù)之間的關(guān)系1s

2s

2p

3p

3d

4s

4p

4d

4f

5s

2

8

18

32二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1．基態(tài)與激發(fā)態(tài)(1)基態(tài)原子：處于______________的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子________能量后，電子躍遷到________能級，變成激發(fā)態(tài)原子。最低能量狀態(tài)吸收較高2．原子光譜

(1)光譜的成因與分類吸收光譜發(fā)射光譜(2)光譜分析在現(xiàn)代化學(xué)中，利用___________上的特征譜線來鑒定元素的分析方法。(3)光譜分析的應(yīng)用：___________。原子光譜鑒定元素

[自我排查]一、微判斷(1)2d表示L層上的d能級(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束(

)???(4)4s、4p、4d、4f能量的高低順序?yàn)镋(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(

)(5)3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)不相同(

)??二、嘗試解答金屬元素的焰色試驗(yàn)屬于吸收光譜還是發(fā)射光譜？提示：光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式，焰色試驗(yàn)屬于發(fā)射光譜。課堂篇

·

重點(diǎn)難點(diǎn)要突破研習(xí)1能層與能級如圖所示，在多電子原子中，核外電子是分層排布的。

[探究活動(dòng)]

[問題探討]1．多電子原子中，各電子的能量是否相同？2．核外電子共分為幾個(gè)能層？它們的能量高低順序是什么？提示：多電子原子中，各電子的能量是不同的。提示：核外電子共分7層，由內(nèi)向外能量越來越高。3．M能層中有幾個(gè)能級？分別用哪些符號(hào)來表示？各能級最多容納的電子數(shù)是多少？提示：M能層共有3個(gè)能級，分別用s、p、d表示。s能級最多容納2個(gè)電子，p能級最多容納6個(gè)電子，d能級最多容納10個(gè)電子。4．多電子原子中，同一能層中各能級的能量是否相同？若不相同，其能量高低順序是什么？提示：多電子原子中，同一能層中各能級能量不相同，由內(nèi)向外能量越來越高。

[重點(diǎn)講解]1．能層(1)能層的含義多電子原子的核外電子的能量是不同的，核外電子按能量不同分成不同能層。(2)電子能層由內(nèi)向外排序，其序號(hào)、符號(hào)及所能容納的最多電子數(shù)如下：能層一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ所能容納的最多電子數(shù)281832507298(3)能層的能量與能層離原子核距離的關(guān)系能層能量的高低順序?yàn)镋(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。能層數(shù)越大，離原子核越遠(yuǎn)，電子的能量越高。2．能級(1)能級的含義多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，所以，同一能層的電子，又被分成不同的能級，就好比能層是樓層，能級是樓梯的階梯。(2)能級的符號(hào)和所能容納的最多電子數(shù)如下：[典例1]

下列關(guān)于原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的說法正確的是(

)A．能層就是電子層B．不同能層的s能級能量相同C．s能級的能量一定比p能級的低D．3p3表示3p能級只能填充3個(gè)電子A

解析：能層就是電子層，A項(xiàng)正確；不同能層的s能級能量不同，如E(1s)＜E(2s)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；s能級的能量不一定比p能級的低，如E(4s)>E(3p)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；3p3表示3p能級上填充了3個(gè)電子，而3p能級上最多可填充6個(gè)電子，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

[舉一反三]1．某元素原子核外有3個(gè)能層，最外能層有6個(gè)電子，則該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為(

)A．14B．15C．16D．17C解析：該元素原子核外有3個(gè)能層，最外能層即M能層有6個(gè)電子，說明K能層和L能層已充滿電子，該原子核外電子數(shù)是2＋8＋6＝16，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝16，故選C。2．(1)Cl原子核外能量最高的電子所在的能級是________。(2)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為________，該能層有________個(gè)能級，該能層上填有________個(gè)電子。3p

M

3

4研習(xí)2原子光譜每到夜幕降臨的時(shí)候，大街上的霓虹燈就會(huì)漸漸亮起來，整個(gè)城市也變得那么迷人，霓虹燈內(nèi)因?yàn)槌溆邢”∧蕷饣蚱渌∮袣怏w才會(huì)發(fā)出顏色各異的光，你知道霓虹燈為什么能發(fā)出顏色各異的光嗎？

[探究活動(dòng)]

[問題探討]1．我們看到的LED燈光、霓虹燈光、激光、焰火都與什么有關(guān)？提示：與原子核外電子發(fā)生躍遷有關(guān)。2．什么是基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子？提示：處于最低能量狀態(tài)的原子叫作基態(tài)原子。基態(tài)原子吸收能量，它的電子會(huì)躍遷到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。3．某些金屬進(jìn)行焰色試驗(yàn)產(chǎn)生不同火焰顏色的原因是什么？提示：某些金屬原子的電子在高溫火焰中，接受能量，使原子外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是不穩(wěn)定的，在極短的時(shí)間內(nèi)(約10－8s)便躍遷到基態(tài)或較低能級上，在躍遷過程中將產(chǎn)生發(fā)射光譜。

[重點(diǎn)講解]1．基態(tài)與激發(fā)態(tài)

(1)基態(tài)原子處于最低能量狀態(tài)的原子叫做基態(tài)原子。(2)激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子吸收能量，它的電子會(huì)躍遷到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(3)基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的關(guān)系2．光譜(1)原子光譜不同元素原子的電子發(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。(2)原子光譜的成因與分類(3)光譜分析在現(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。光譜分析的依據(jù)是每一種元素都有自己的特征譜線。[典例2]

對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是(

)A．電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)以光的形式釋放能量B．電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)吸收除紅光以外的光線C．氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D．在電場的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)A

解析：在電場作用下，基態(tài)氖原子中的電子吸收能量躍遷到較高能級，基態(tài)原子變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子，這一過程要吸收能量，不會(huì)發(fā)出紅色光；而電子從較高能量的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)，會(huì)以光的形式釋放能量，該光的波長恰好處于可見光區(qū)域中的紅色波段，故A項(xiàng)正確。

[舉一反三]1．電子由3d能級躍遷至4p能級時(shí)，可通過光譜儀直接攝取(

)A．電子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像B．原子的吸收光譜C．電子體積大小的圖像D．原子的發(fā)射光譜B解析：因M能層3d能級的電子的能量小于N能層4p能級的電子的能量，即E(3d)＜E(4p)，故電子由3d能級躍遷至4p能級時(shí)，要吸收能量，能形成吸收光譜，故選B。2．下列說法不正確的是(

)A．焰色試驗(yàn)是化學(xué)變化B．在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用光譜分析法來鑒定元素C．同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定大于其處于基態(tài)時(shí)的能量D．焰色試驗(yàn)中觀察到的特殊焰色是金屬原子的電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光的顏色A解析：焰色試驗(yàn)是物理變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；不同元素的特征譜線不同，故可以利用光譜分析法來鑒定元素，B項(xiàng)正確；基態(tài)是原子能量最低時(shí)的狀態(tài)，C項(xiàng)正確；焰色試驗(yàn)中觀察到的特殊焰色是金屬原子的電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的光的顏色，D項(xiàng)正確。

演習(xí)篇

·

學(xué)業(yè)測試速達(dá)標(biāo)1．下列敘述正確的是(

)

A．能級就是電子層B．每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2C．同一能層中的不同能級的能量高低相同D．不同能層中的s能級的能量高低相同B

解析：能層是電子層，對于同一能層里能量不同的電子，又將其分為不同的能級，故A錯(cuò)誤；每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2，故B正確；同一能層里不同能級，能量按照s、p、d、f的順序升高，故C錯(cuò)誤；不同能層中的s能級的能量不同，能層越大，s能級的能量越高，例如：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)<……，故D錯(cuò)誤。2．以下能級符號(hào)正確的是(

)

A．3fB．2dC．4sD．2fC

解析：第三能層有3個(gè)能級(3s、3p、3d)，沒有3f能級，故A錯(cuò)誤；第二能層有2個(gè)能級(2s和2p)，沒有2d能級，故B錯(cuò)誤；第四能層有4個(gè)能級(4s、4p、4d、4f)，故C正確；第二能層有2個(gè)能級(2s和2p)，沒有2f能級，故D錯(cuò)誤。3．第N層所含能級數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為(

)A．3、18B．4、24C．5、32D．4、32D

解析：第N能層為第4層，含有的能級分別為s、p、d、f，最多可以容納32個(gè)電子，D正確。4．下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無關(guān)的是(

)A．激光 B．焰色試驗(yàn)C．燃燒放熱 D．霓虹燈5．符號(hào)為M的能層所含的能級有幾種(

)A．