1.1.1 能層與能級 課件 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

選擇性必修2第一章

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)第一課時(shí)宇宙大爆炸大爆炸后兩小時(shí)，誕生了大量的H、少量的He及極少量的Li，然后經(jīng)過長或短的發(fā)展過程，以上元素發(fā)生原子核的熔合反應(yīng)，分期分批的合成了其它元素。原子的來源原子”一詞源自古希臘語“ATOM”，是不可再分的意思。古希臘哲學(xué)家假想原子是世間萬物最小的微粒。19世紀(jì)初，英國人道爾頓創(chuàng)立了近代原子學(xué)說，假設(shè)原子是化學(xué)元素中的最小粒子，每一種元素有一種原子。20世紀(jì)初，人們終于認(rèn)識到原子不是最小的粒子，而且有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)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(fù)性等都與原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因而也呈現(xiàn)周期性。

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第1課時(shí)

能層與能級PART01PART02了解電子運(yùn)動的能量狀態(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,在一定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷。了解有關(guān)核外電子運(yùn)動模型的歷史發(fā)展過程，認(rèn)識核外電子的運(yùn)動特點(diǎn)。PART03了解核外電子的運(yùn)動狀態(tài),知道原子核外電子的能層分布、能級分布及其能量的關(guān)系。19世紀(jì)初道爾頓近代原子學(xué)說1920年玻爾構(gòu)造原理馬德隆完整的構(gòu)造原理1936年以原子光譜為事實(shí)依據(jù)人類在認(rèn)識自然的過程中，經(jīng)歷了無數(shù)的艱辛，正是因?yàn)橛辛藷o數(shù)的探索者，才使人類對事物的認(rèn)識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質(zhì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的科學(xué)理論，還會隨著人類對客觀事物的認(rèn)識而不斷地深入和發(fā)展。原子結(jié)構(gòu)的探索歷史實(shí)心球原子模型電子分層排布電子云電子分層排布即從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入外“殼層”的順序，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”原子核與“能級”，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。不同時(shí)期的原子結(jié)構(gòu)模型時(shí)間或年代1803年1903年1911年1913年20世紀(jì)20年代中期原子結(jié)構(gòu)模型模型名稱

相關(guān)科學(xué)家道爾頓葡萄干布丁模型湯姆孫核式模型盧瑟福電子分層排布模型玻爾量子力學(xué)模型實(shí)心球原子模型薛定諤原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成；含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動：核外電子是分層排布的;多電子原子中，電子的能量不同，離核越遠(yuǎn)的電子能量越高。離核遠(yuǎn)近：近遠(yuǎn)

能量高低：低高知識回顧核外電子按能量不同分成能層。（K、L、M、N、O、P、Q等）能層一二三四五六七n符號KLMNOPQ-----最多電子數(shù)2818325072982n2①每一層最多容納的電子數(shù)：2n2個(gè)。②最外層電子數(shù)不超過8個(gè)（K層為最外層時(shí)不超過2個(gè)）。次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過32個(gè)。一、能層與能級1.能層2.數(shù)量規(guī)律:

3.能量規(guī)律:能層的高低順序?yàn)?/p>

E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)

原子核外電子總是可能排布在能量較低的電子層上，然后由內(nèi)向外依次

排布在能量逐漸升高的電子層。多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同。

還可以把一個(gè)能層分為不同能級?？茖W(xué)家據(jù)此進(jìn)一步完善玻爾模型。

將所謂的“殼層”由“能層”落實(shí)為“能層”中的“能級”。思考：什么是能級？

(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。(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3.能層與能級的關(guān)系能層一二三四五KLMNO能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…最多電子數(shù)226261026101426…③不同能層中符號相同的能級所容納的最多電子數(shù)相同。如1s、2s能級最多都只能容

納2個(gè)電子。②以s、p、d、f.....排序的每個(gè)能級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))。①任一能層的能級總是從s能級開始，能級數(shù)=該能層序數(shù)。即第一能層只有1個(gè)能級(1s)，

第二能層有2個(gè)能級(2s和2p)，依次類推。相同能層ns＜np＜nd＜nf符號相同的能級1s＜2s＜3s＜4s不同能級不同能層能層或能級的能量關(guān)系多電子原子中：E(ns)＜

E(np)＜E(nd)＜E(nf)

2、第五能層最多可以容納多少個(gè)電子？分別容納在哪些能級中？各能級最多容納多少個(gè)電子？思考交流

1、以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個(gè)電子？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)是否相同?2.6.10.14相同2n2=50s-2，p-6，d-10，f-14，

更高能級-18練習(xí)1：判斷正誤1.核外電子是分層運(yùn)動的（）2.能層就是電子層（）2.同一原子中，符號相同的能級，其上電子能量不一定相同（）3.不同能層的s能級能量相同（）4.S能級的能量一定比p能級的低（）5.各能層含有的能級數(shù)為n-1（）6.各能層都是從s能級開始至f能級結(jié)束（）7.同一原子中同一能層中的電子所具有的能量相同（）8.各能層含有的電子數(shù)為2n2

（）

如：1s,2s

相等4s>2p只有第四能層

最多練習(xí)2.下列能層中，包含f能級的是(

)A．K能層B．L能層C．M能層D．N能層練習(xí)3.下列能級符號正確的是(

)A.6sB.2dC.3f

D.1pDA練習(xí)4、下列符號代表一些能層或能級的能量，請將它們按能量由低到高的順序排列。(1)EK、EN、EL、EM：

(2)E3s、E2s、E4s、E1s：(3)E4s、E4d、E4p、E4f：EK＜EL＜EM＜ENE1s＜E2s＜E3s＜E4sE4s＜E4p＜E4d＜E4f練習(xí)4.按能量由低到高的順序排列,正確的一組(

)A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.3p、3d、4s、4p答案C解析電子能量的高低主要由能層和能級決定。當(dāng)能級符號相同時(shí),能層序數(shù)越大,能量越高,例如E1s<E2s<E3s;E2p<E3p<E4p。當(dāng)能層序數(shù)相同時(shí),能量順序?yàn)閚s<np<nd<nf,如E3s<E3p<E3d。能級和能層都不相同時(shí),根據(jù)構(gòu)造原理判斷,如D項(xiàng)中各能級能量由低到高順序?yàn)?p、4s、3d、4p。小結(jié):能層、能級與最多容納的電子數(shù)、能量之間的相互關(guān)系能層(n)一二三四五六七…符號KLMNOPQ…能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容納電子數(shù)22626102610142…………28183250……每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)不同能層能量逐漸增大同一能層各能級的能量逐漸增大基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜原子吸收能量釋放能量處于最低能量狀態(tài)處于較高能量狀態(tài)1.基態(tài)原子2.激發(fā)態(tài)原子電子躍遷光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜注意：1.電子的躍遷是物理變化（未發(fā)生電子轉(zhuǎn)移）2.一般在能量相近的能級間發(fā)生電子躍遷。如1s22s22p2

表示基

態(tài)碳原子，1s22s12p3為激發(fā)態(tài)碳原子（電子數(shù)不變）

3.激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定，易釋放能量變?yōu)榛鶓B(tài)原子。基態(tài)與激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用焰色反應(yīng)激光筆LED燈裝飾的建筑夜景焰色反應(yīng)LED燈裝飾的建筑夜景光譜與可見光光譜光譜：按照一定能量次序排列的光帶?？梢姽夤庾V：可以被人眼觀察的光帶。研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜紫外波長λ/nm紅外用光譜儀測定氫氣放電管發(fā)射的氫的發(fā)射光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)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發(fā)射光譜或吸收光譜，總稱原子光譜。吸收光譜特征:亮背景，暗線，線狀不連續(xù)3.原子光譜發(fā)射光譜特征:暗背景，亮線，

線狀不連續(xù)LiHeHg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。He氦原子光譜的應(yīng)用思考：鈉與鉀產(chǎn)生焰色及焰色不同的原因當(dāng)堿金屬及其化合物在火焰上灼燒時(shí)，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高的軌道上的電子是不穩(wěn)定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時(shí)就將多余的能量以光的形式釋放，而釋放的光的波長在可見光范圍內(nèi)，因而能使火焰呈現(xiàn)顏色。鉀和鈉的原子結(jié)構(gòu)不同，電子躍遷時(shí)能量的變化不同，則放出的光的波長不同，所以產(chǎn)生的焰色也就不同。下圖是鋰、氦、汞的吸收光譜和發(fā)射光譜。其中圖_______是原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)時(shí)的吸收光譜，圖_______是原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為基態(tài)時(shí)的發(fā)射光譜。不同元素的原子光譜上的特征譜線不同，請?jiān)谙聢D中用線段將同種元素的吸收光譜和發(fā)射光譜連接。①③⑤②④⑥課堂練習(xí)[例3]下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無關(guān)的是(

)A.激光