第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)容山中學(xué)

化學(xué)科組第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第1課時(shí)能層與能級(jí)

原子光譜主講人：目錄CONTENTS12能層與能級(jí)基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。2.知道電子運(yùn)動(dòng)的能量狀態(tài)具有量子化的特征，電子在一定條件下會(huì)發(fā)生激發(fā)與躍遷。3.知道原子光譜形成的原因，能論證核外電子運(yùn)動(dòng)的能量特點(diǎn)。新課導(dǎo)入鈉請(qǐng)以Na原子為例，談?wù)勀銓?duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)思考：核外電子分層排布的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是什么？鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖原子的組成和結(jié)構(gòu)原子核外電子→帶負(fù)電原子核質(zhì)子中子→帶正電→不帶電不帶電決定元素化性的主要因素：最外層電子數(shù)任務(wù)一

研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜一些生活中的光現(xiàn)象霓虹燈激光1.光譜光譜就是通過(guò)棱鏡或光柵的分光作用，將一束復(fù)色光分解成各種波長(zhǎng)的單色光，按照波長(zhǎng)或頻率大小順序排列起來(lái)形成的光帶。即按照一定能量次序排列的光帶。任務(wù)一

研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜光譜——按照一定能量次序排列的光帶。任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和能量特點(diǎn)：小球在滑梯的斜坡上運(yùn)動(dòng)位置和能量是連續(xù)的任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)微觀電子的運(yùn)動(dòng)和能量特點(diǎn)：小球在滑梯右側(cè)的梯子上(不同臺(tái)階間)運(yùn)動(dòng)位置和能量是不連續(xù)的核外電子運(yùn)動(dòng)能量具有量子化的特點(diǎn)任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)1、基態(tài)原子KLMN2、激發(fā)態(tài)KLMN能量能量KLMN光KLMN不穩(wěn)定吸收能量電子躍遷釋放能量一、原子光譜的產(chǎn)生處于最低能量狀態(tài)的原子處于較高能量的原子任務(wù)三

基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化吸收能量釋放能量光(主要形式)基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子電子躍遷電子躍遷吸收光譜發(fā)射光譜任務(wù)三

基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的

來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。特征譜線光譜分析儀不同原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)可以吸收不同的光，也可以發(fā)射不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子的吸收光譜和發(fā)射光譜。鋰、氦、汞的發(fā)射光譜鋰、氦、汞的吸收光譜各種原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜3、原子光譜特征:暗背景，亮譜線，不連續(xù)特征:亮背景，暗譜線，不連續(xù)任務(wù)三

基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜焰火霓虹燈光激光熒光LED燈光生活中：與電子躍遷有關(guān)的現(xiàn)象任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)4、原子光譜的應(yīng)用He氦（1）發(fā)現(xiàn)新元素（2）檢驗(yàn)元素不同元素的焰色試驗(yàn)（3）生產(chǎn)生活煙火霓虹燈學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)【典例1】下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無(wú)關(guān)的是（

）A.激光B.焰色試驗(yàn)C.緩慢氧化放熱D.霓虹燈【典例2】元素“氦、銣、銫”等是用下列哪種科學(xué)方法發(fā)現(xiàn)的（

）A.紅外光譜B.質(zhì)譜C.原子光譜D.核磁共振譜【典例3】對(duì)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.在電流的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)CCA任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)丹麥科學(xué)家玻爾提出了構(gòu)造原理，認(rèn)為電子只能在原子核外具有特定能量的“殼層”中運(yùn)動(dòng)。玻爾模型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。【問(wèn)題】核外電子有什么運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和排布規(guī)律？原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展“原子”一詞源自古希臘語(yǔ)“ATOM”，是不可再分的意思。能量

量子化任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)能量的高低順序?yàn)開___________________________________________。能量關(guān)系：

能層序號(hào)一、二、三、四、五、六、七……分別用

、

、

、

、

、

、

…表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為

個(gè)序號(hào)及符號(hào)：根據(jù)核外電子的

不同，將核外電子分為不同的能層(電子層)含義：能量KLMNOPQ2n2E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)不是真實(shí)存在的，只是為了研究方便假設(shè)的能層(L)(K)原子核(M)(N)電子層能層越高，電子的能量越高四三二一【問(wèn)題】同一能層里的e－能量一樣大嗎？任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)

分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母

等表示，如n能層的能級(jí)按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、

、

、nf等。根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的

也可能不同，將它們分為不同能級(jí)。能量s、p、d、fnpnd含義：表示方法：能級(jí)任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)能層、能級(jí)與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七……符號(hào)KLMNOPQ……能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多電子數(shù)22626102610142……………………281832………………2n2原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是

(n為能層的序數(shù))能級(jí)s、p、d、f各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)分別為___、___、___、___的2倍1357能層序數(shù)______該能層所包含的能級(jí)數(shù)，如第三能層有____個(gè)能級(jí)等于2n23任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)各能級(jí)最多容納的電子數(shù)為：5s能級(jí)2×1=25p能級(jí)2×3=65d能級(jí)2×5=105f能級(jí)2×7=145g能級(jí)2×9=18

總計(jì)50個(gè)電子。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(jí)中？各能級(jí)最多容納多少個(gè)電子？任務(wù)二

認(rèn)識(shí)能層與能級(jí)能級(jí)能量大小的判斷方法①先看能層，一般情況下，能層序數(shù)越大，能量越高；②再看同一能層各能級(jí)的能量順序?yàn)椋篍(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…③不同能層中的同一能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越高。例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)④不同原子的同一能層的同一能級(jí)的能量大小也不同。例如：Ar的1s能級(jí)的能量

≠S的1s能級(jí)的能量學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)1．下列能層或能級(jí)符號(hào)不正確的是（

）A．MB．4sC．3pD．2dD2．以下能級(jí)符號(hào)正確的是（

）①6s

②2d

③3f

④7pA．①②B．②③C．③④D．①④D3．若以E表示某能級(jí)的能量，下列能量大小順序中正確的是（

）

A．E(3s)>E(2s)>E(1s) B．E(3s)>E(3p)>E(3d)C．E(4f)>E(4s)>E(4d) D．E(5s)>E(4s)>E(5f)A學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)4.電子由3d能級(jí)躍遷至4p能級(jí)時(shí)，可通過(guò)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