能層與能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜第1課時Applicationofprecipitationdissolutionequilibrium選擇性必修二第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標(biāo)通過認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)和電子排布理解能層和能級的關(guān)系。通過核外電子能量不同分析、理解基態(tài)與激發(fā)態(tài)的含義。3.能辨識光譜與電子躍遷之間的關(guān)系。#0070C0#00B0F0原子結(jié)構(gòu)模型的演變1803年，道爾頓實(shí)心球模型原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小粒子是不可再分的實(shí)心球1904年湯姆遜葡萄干面包模型原子平均分布著正電荷粒子，鑲嵌電子，形成電中性原子1911年盧瑟福原子行星模型原子中心有帶正電的核（質(zhì)量幾乎等于原子質(zhì)量，電子圍繞它沿著不同的軌道運(yùn)行，就像行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣）1913年，玻爾原子軌道模型對盧瑟福模型改進(jìn)，稱電子在原子核外空間的一定軌道上繞核作高速運(yùn)動。1926-1935年電子云模型現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說，電子在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運(yùn)動，其運(yùn)動規(guī)律與一般物體不同，沒有確定的軌道-++-+-++-#0070C0#00B0F0一、能層與能級1869年，

發(fā)現(xiàn)了元素周期律。1920年，丹麥科學(xué)家玻爾在他提出的氫原子模型基礎(chǔ)上，提出

，開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋

的篇章。1925年以后，玻爾的“殼層”落實(shí)為“能層”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。1936年，德國科學(xué)家馬德隆發(fā)表了以

事實(shí)為依據(jù)的完整的

。構(gòu)造原理元素周期律原子光譜構(gòu)造原理俄國化學(xué)家門捷列夫原子由

和

構(gòu)成，原子核由

和

構(gòu)成；含有多個電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動：核外電子是

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

。離核遠(yuǎn)近：近遠(yuǎn)

能量高低：低高一、能層與能級---知識回顧原子核核外電子質(zhì)子中子分層高#0070C0#00B0F01.能層一、能層與能級能層一二三四五六七n符號-----最多電子數(shù)離核距離2n2(2)(1)含義：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)。能量近→遠(yuǎn)

281832507298K L M N O P Q(3)數(shù)量規(guī)律：①每一層最多容納的電子數(shù)：

個。②最外層電子數(shù)不超過

個（K層為最外層時不超過

個）。③次外層電子數(shù)不超過

個，倒數(shù)第三層不超過

個。(4)能量規(guī)律：①原子核外電子總是盡可能先排布在能量較

的能層上，然后由內(nèi)向外依次排布在能量逐漸升高的能層。②能層越高，電子的能量越高。③能量的高低順序?yàn)镋(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)一、能層與能級2n2821832低能層與能級量子力學(xué)對原子核外電子運(yùn)動狀態(tài)的描述：原子軌道：量子力學(xué)理論用原子軌道來描述原子中單個電子的空間運(yùn)動狀態(tài)，某一個原子軌道，應(yīng)屬于某個能層(電子層n)的某個能級(s、p、d、f等)。一、能層與能級#0070C0#00B0F02.能級含義：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。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母

等表示，如n能層的能級按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、

、

、nf等。能量s、p、d、fnpnd能層是樓層，能級是樓梯的階梯一、能層與能級#0070C0#00B0F0能層(n)一二三四五六七…符號KLMNOPQ…能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多電子數(shù)22626102610142…………281832…………2n2由上表可知：(1)能層序數(shù)

該能層所包含的能級數(shù)，如第三能層有

個能級。(2)s、p、d、f各能級可容納的最多電子數(shù)分別為

、

、

、

的2倍。(3)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))。等于313572n2一、能層與能級#0070C0#00B0F03.能層、能級與最多容納的電子數(shù)....654321....PONMLK1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g......能層能量離核越遠(yuǎn)

能量越高能級（s、p、d、f）能量升高22+6=82+6+10=182+6+10+14=32每層最多容納電子數(shù)：2n2最多容納的電子數(shù)目一、能層與能級#0070C0#00B0F0思考與討論一個能層的能級與能層序數(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電子？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)是否相同？一個能層的能級序數(shù)與能層序數(shù)（n）相等。一個能層最多可容納的電子數(shù)=2n2s能級最多容納2電子，p能級最多可容納6個電子，d能級最多可容納10個電子，f能級最多可容納14個電子。3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數(shù)相同。#0070C0#00B0F0思考與討論3.第五能層最多可容納多少電子？它們分別容納在幾個能級中？各能級最多容納多少個電子？（注：高于f的能級不用符號表示。）第五能層最多可容納50個電子，它們分別容納在5個能級中，5s能級最多容納2個電子，5p能級最多容納6個電子，5d能級最多容納10個電子，5f能級最多容納14個電子，還有一個能級最多容納18個電子。相同能層符號相同的能級不同能級不同能層能層或能級的能量關(guān)系E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)1.已知n為能層序數(shù),下列有關(guān)認(rèn)識正確的是(

)A.各能層含有的電子數(shù)為2n2B.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-1D.各能級最多容納的電子數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7的2倍D隨堂檢測2.以下能級符號正確的是()A.3f B.2d C.4s D.2fC3.第N能層所含能級數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為()A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32D隨堂檢測判斷能級能量高低的方法：(1)首先看能層,一般能層序數(shù)越大，能量越高。(2)再看能級,同一能層中的各能級，能量由低到高的順序是ns<np<nd<nf。隨堂檢測4.按能量由低到高的順序排列,正確的一組是(

)A.1s、2s、3s、4s B.4f、4d、4p、4sC.4s、4p、4d、4f D.4p、3p、2p、1pAC小結(jié)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焰火霓虹燈光激光熒光LED燈光【思考1】日常生活中看見的可見光，如焰火、霓虹燈光、激光、熒光、LED燈光等是怎么一回事呢？電子的躍遷二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜#0070C0#00B0F01.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子(1)基態(tài)原子：處于

狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子

能量，它的電子會躍遷到

能級，變成激發(fā)態(tài)原子。最低能量吸收較高最低能量吸收釋放能量較高二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜激發(fā)態(tài)原子不穩(wěn)定,電子從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的激發(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之一。霓虹燈光、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)。激光筆LED燈裝飾的建筑夜景電子躍遷的能量變化與可見現(xiàn)象特別提醒：①電子的躍遷是物理變化（未發(fā)生電子轉(zhuǎn)移），而原子得失電子時發(fā)生的是化學(xué)變化。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。二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜基態(tài)KLMN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二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜金屬原子中,核外電子按一定軌道順序排列,軌道離核越遠(yuǎn),能量越高。灼(燃)燒時,電子獲得能量,能量較低的電子發(fā)生躍遷,從基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)。隨即電子又從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài),便以光(輻射)的形式釋放能量,形成不同的焰色。金屬元素的焰色及成因#0070C0#00B0F02.光譜(1)光譜的成因及分類吸收光譜發(fā)射光譜光(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#0070C0#00B0F02.光譜(2)原子光譜與光譜分析①

原子光譜:不同元素的原子,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

光譜或

光譜,總稱原子光譜。吸收發(fā)射

E0E1E2E3En激發(fā)態(tài)能級基態(tài)能級吸收光譜發(fā)射光譜二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜鋰、氦、汞的吸收光譜有什么發(fā)現(xiàn)？同一原子發(fā)射光譜中的亮線和吸收光譜中的暗線的位置對應(yīng)相同。特征:暗背景，亮線，

線狀不連續(xù)特征:亮背景，暗線，線狀不連續(xù)二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜有什么用？每一種元素都有自己的特征譜線，就像“指紋”一樣可用于辨別形成光譜的元素。現(xiàn)代化學(xué)中,常利用原子光譜上的

來鑒定元素,稱為光譜分析。特征譜線二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜應(yīng)用1發(fā)現(xiàn)新元素應(yīng)用2檢驗(yàn)元素不同元素的焰色試驗(yàn)二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1.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.緩慢氧化放熱 D.霓虹燈C

隨堂檢測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)A

充有氖氣的霓虹燈能發(fā)出紅光，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是通電后在電場作用下，放電管里氖原子中的電子吸收能量后躍遷到能量較高的能級，且處在能量較高的能級上的電子會很快地以光的形式釋放能量而躍遷回能量較低的能級上，該光的波長恰好處于可見光區(qū)域中的紅色波段。