【課件】原子結(jié)構(gòu)（第1課時+能層和能級+基態(tài)與激發(fā)態(tài)+原子光譜）（人教版2019選擇性必修2）

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)

第1課時能層和能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜

人教版選擇性必修2學習目標1．認識核外電子的運動特點，知道電子運動的能量狀態(tài)具有量子化特征，電子處于不同能級，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷。2．探究微觀中電子躍遷與光形成的關(guān)系，從而更好地理解原子光譜、能層能級與電子躍遷及光產(chǎn)生的原因。學習目標1．充分認識原子結(jié)構(gòu)理論發(fā)展的過程是一個逐步深入完美的過程，培養(yǎng)學生“科學探究與科學精神”的學科素養(yǎng)。2．通過學習原子結(jié)構(gòu)、電子運動等內(nèi)容，培養(yǎng)學生“宏觀辨識和微觀探析”的學科素養(yǎng)。3．通過宏觀上對光的理解和感知。探究微觀中電子躍遷與光形成的關(guān)系，從而更好地理解原子光譜、能層能級與電子躍遷及光產(chǎn)生的原因。素養(yǎng)目標情境引入

“原子”一詞源自古希臘語“ATOM”，是不可再分的意思。古希臘哲學家假想原子是世間萬物最小的微粒。19世紀初，英國人道爾頓創(chuàng)立了近代原子學說，假設原子是化學元素中的最小粒子，每一種元素有一種原子。20世紀初，人們終于認識到原子不是最小的粒子，而且有復雜的結(jié)構(gòu)。對原子結(jié)構(gòu)的認識為元素周期律找到了理論根據(jù)。原子的基本性質(zhì)，如原子半徑、電離能和電負性等都與原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因而也呈現(xiàn)周期性。教學過程一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變教學過程1．道爾頓原子模型（1803年）：原子是組成物質(zhì)的基本的粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球。

2．湯姆生原子模型（1904年）：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。

3．盧瑟福原子模型

（1911年）：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽運轉(zhuǎn)一樣。

4．玻爾原子模型

（1913年）：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。

5．電子云模型

（1927年—1935年）：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學說。教學過程1869年，俄國化學家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期表1920年，丹麥科學家玻爾提出了構(gòu)造原理開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期律的篇章玻爾的“殼層”落實為“能層”與“能級”厘清了核外電子的可能狀態(tài)1936年，德國科學家馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實為依據(jù)的完整的構(gòu)造理論原子結(jié)構(gòu)的研究教學過程二、能層與能級1.能層：在多電子原子中，核外電子能量不同，按照核外電子的能量不同分成能層。（強調(diào)電子的能量差異）電子層數(shù)一二三四五六七符號KLMNOPQ最多容納電子數(shù)281832507298能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序為

E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。教學過程2.能級：同一能層的電子，能量也可能不同，還可分成不同能級符號為：s、p、d、f...能層KLMNO能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…最多電子數(shù)226261026101426…如果能層是樓層，能級是樓層的階級

1×23×25×27×2教學過程思考與討論1.一個能層的能級數(shù)與能層序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系？一個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

為符號的能級分別最多可容納多少個電子？3d、4d、5d能級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個電子？它們分別容納在幾個能級中？各能級最多容納多少個電子？能級數(shù)=該能層序數(shù)2n2自然數(shù)中奇數(shù)序列1,3,5,7...的2倍

相同

50個電子5個能級26101418教學過程小結(jié)：(1)每一能層最多可容納的電子數(shù)為2n2個(n為能層序數(shù))。

例如，K層最多容納2個電子；L層最多容納8個電子；M層最多容納18個電子；N層最多容納32個電子……(2)在每一個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf……(n代表能層)。(3)任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)，即第一能層只有1個能級(1s)，第二能層有2個能級(2s和2p)，第三能層有3個能級(3s、3p和3d)，依次類推。(4)以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍。(5)英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數(shù)相同。

例如，1s、2s、3s、4s……能級最多都只能容納2個電子。教學過程二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜1.基態(tài)與激發(fā)態(tài)：處于最低能量狀態(tài)的原子叫做基態(tài)原子?；鶓B(tài)原子吸收能量，它的電子會躍遷到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。

例如，電子可以從1s躍遷到2s、3s……相反，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，將釋放能量。光（輻射）是電子躍遷釋放能量的重要形式。

教學過程

在日常生活中，我們看到的許多可見光，如火、霓虹燈光、激光、熒光、ED燈光……都與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。節(jié)日燃放的焰火與電子躍遷有關(guān)激光筆LED燈裝飾的建筑夜景教學過程二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜2.原子光譜：不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會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，總稱原子光譜教學過程3.光譜分析：現(xiàn)代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。氫原子光譜測定示意圖和氫原子的光譜圖

自從1803年英國化學家、物理學家道爾頓提出了原子學說，人類對原子結(jié)構(gòu)的認識就不斷深入、發(fā)展，并通過實驗事實不斷完善對原子結(jié)構(gòu)的認識。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)模型的說法中，正確的是()

A．道爾頓的原子結(jié)構(gòu)模型將原子看作實心球，故不能解釋任何問題

B．湯姆孫“葡萄干布丁”原子結(jié)構(gòu)模型成功解釋了原子中的正負粒子是可以穩(wěn)定共存的

C．盧瑟福核式原子結(jié)構(gòu)模型指出了原子核和核外電子的質(zhì)量關(guān)系、電性關(guān)系及占有體積的關(guān)系

D．玻爾電子分層排布原子結(jié)構(gòu)模型引入了量子化的概念，能夠成功解釋所有的原子光譜典例1．【答案】C

課堂練習

下列有關(guān)說法正確的是()

A．各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7

B．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束

C．各能層含有的能級數(shù)為n-1

D．各能層含有的電子數(shù)為2n2典例2．【答案】A

課堂練習

下列有關(guān)電子層和能級的敘述中正確的是() A．M電子層有s、p共2個能級,最多能容納8個電子B．3d能級最多容納5個電子，3f能級最多容納7個電子C．無論哪一電子層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2D．每個電子層都有s、p能級，但不一定有d能級典例3．【答案】C

課堂練習

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(