2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.2原子光譜構(gòu)造原理與電子排布式教案新人教版選擇性必修2

PAGE5-原子光譜構(gòu)造原理與電子排布式【教學(xué)目標(biāo)】1、了解原子核外電子在肯定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷，了解其簡潔應(yīng)用。2、了解原子核外電子排布的構(gòu)造原理。3、能應(yīng)用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布。【教學(xué)重難點(diǎn)】1.重點(diǎn)：（1）原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的含義（2）電子排布式的書寫。2.難點(diǎn)：電子排布式的書寫?！窘虒W(xué)過程】1.新課導(dǎo)入[引入]在日常生活中，我們看到很多可見光如焰火、霓虹燈光、激光、熒光、LED燈光與原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？[投影]展示日常生活中的一些光現(xiàn)象，如激光、LED燈光、節(jié)日燃放的五彩繽紛的焰火等。[提問]這些光現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的?[講解]這些現(xiàn)象都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)2.新課講授[板書]一、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1、基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子[講解]處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子?；鶓B(tài)原子汲取能量后，電子會躍遷到較高能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。[講]各種焰色反應(yīng)是由對應(yīng)的各種元素確定的。鈣、鍶、鋇以及堿金屬的揮發(fā)性化合物在高溫火焰中，接受了能量，使原子外層的電子從基態(tài)激發(fā)到了高態(tài)，該電子處于激發(fā)態(tài)；處于激發(fā)態(tài)的電子是非常不穩(wěn)定的，在極短的時間內(nèi)（約10－８s）便躍遷到基態(tài)或較低的能級上，并在躍遷過程中將能量以肯定波長的光能形式釋放出來。由于各種元素的能級是被限定的，因此在向基態(tài)躍遷時釋放的能量也就不同。堿金屬及堿土金屬的能級差正好對應(yīng)于可見光范圍，于是我們就看到了各種色調(diào)。激光的產(chǎn)生與電子躍遷有關(guān)[投影][問]同學(xué)們都聽說過“光譜”一詞，什么是光譜呢？[板書]2、不同元素的原子發(fā)生躍遷時會汲取或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的汲取光譜或放射光譜，總稱原子光譜[講]1868年8月18日，法國天文學(xué)家詹森赴印度視察日全食，利用分光鏡視察日珥，從黑色月盤背面如出的紅色火焰，望見有彩色的彩條，是太陽噴射出來的幟熱其他的光譜。他發(fā)覺一條黃色譜線，接近鈉光譜總的D1和D2線。日蝕后，他同樣在太陽光譜中視察到這條黃線，稱為D3線。1868年10月20日，英國天文學(xué)家洛克耶也發(fā)覺了這樣的一條黃線。經(jīng)過進(jìn)一步探討，相識到是一條不屬于任何已知元素的新線，是因一種新的元素產(chǎn)生的，把這個新元素命名為helium，來自希臘文helios（太陽），元素符號定為He。這是第一個在地球以外，在宇宙中發(fā)覺的元素。為了紀(jì)念這件事，當(dāng)時鑄造一塊金質(zhì)紀(jì)念牌，一面雕刻著駕著四匹馬戰(zhàn)車的傳聞中的太陽神阿波羅（Apollo）像，另一面雕刻著詹森和洛克耶的頭像，下面寫著：1868年8月18日太陽突出物分析。[講]原子光譜可分為放射光譜和汲取光譜[投影][講]放射光譜：處于高能級的原子或分子在向較低能級躍遷時產(chǎn)生輻射，將多余的能量放射出去形成的光譜。大量處于激發(fā)態(tài)的原子會發(fā)出各不相同的譜線組成了氫原子光譜的全部譜線。[板書]3、光譜分析—利用原子光譜線上的特征譜線來鑒定元素。[講]各元素的光譜是不同的，就像是元素的“指紋”，可以用來鑒別元素。甚至可以依據(jù)光譜發(fā)覺新的元素。[講]通過原子光譜發(fā)覺很多元素：如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。又如：1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)覺了稀有氣體氦。化學(xué)探討中利用光譜分析檢測一些物質(zhì)的存在與含量等。[提問]金屬的焰色試驗(yàn)中，一些金屬元素呈現(xiàn)不同焰色的緣由是什么？[學(xué)生活動]思索并回答：激發(fā)態(tài)原子中的電子躍遷到低能級時，多余的能量以光的形式釋放出來。[投影]①日常生活中看到的燈光、激光、焰火等可見光，都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)，形成放射光譜。②焰色反應(yīng)并不是全部金屬都具有，是因?yàn)樵氐脑訌募ぐl(fā)態(tài)到基態(tài)要放出能量，發(fā)出的電磁波的頻率各不相同，只有在可見光范圍的才會有焰色反應(yīng)現(xiàn)象。[師]依據(jù)已有學(xué)問，試寫出K原子的可能電子排布式與原子結(jié)構(gòu)示意圖？[師]鉀原子的電子排布為什么是2、8、8、1而非2、8、9？［板書］三、構(gòu)造原理［投影］構(gòu)造原理：［講］在多電子原子中，電子在能級上的排布依次：電子最先排布在能量低的能級上，然后依次排布在能量較高的能級上。電子的排布遵循構(gòu)造原理。［板書］1．構(gòu)造原理：絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布的能級依次都遵循下列依次：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s……［投影］能級交織圖［講］構(gòu)造原理揭示了原子核外電子的能級分布。從中可以看出，不同能層的能級有交織現(xiàn)象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。［講］能級交織現(xiàn)象(從第3電子層起先)：是指電子層數(shù)較大的某些軌道的能量反低于電子層數(shù)較小的某些軌道能量的現(xiàn)象。電子先填最外層的ns，后填次外層的（n-1）d，甚至填入倒數(shù)第三層的（n-2）f的規(guī)律叫做“能級交織”[問題說明]就鉀原子的電子排布問題進(jìn)行說明。[投影]各能層能級能量關(guān)系圖[小結(jié)]構(gòu)造原理中排布依次的實(shí)質(zhì)——各能級的能量凹凸依次(1)相同能層的不同能級的能量凹凸依次：ns＜np＜nd＜nf(2)英文字母相同的不同能級的能量凹凸依次：1s＜2s＜3s＜4s；2p＜3p＜4p;3d＜4d不同層不同能級可由下面的公式得出(n為能層序數(shù)):ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np[練習(xí)]寫出4~10號元素原子的電子排布式。[老師活動]老師講解簡潔原子的電子排布式的書寫方法。[練習(xí)]書寫N、Cl、K、26Fe原子的核外電子排布式。[老師活動]老師講解困難原子的電子排布式的書寫方法。[學(xué)生活動]依據(jù)電子排布式的書寫規(guī)律寫出第四周期21—36號元素原子的基態(tài)電子排布式。[師]1～36號元素中是否都遵循構(gòu)造原理？能否舉出詳細(xì)的例子？[學(xué)生活動]舉出24號鉻和29號銅的