1.1 課時1 能層與能級、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜課件高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

能層與能級、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.了解有關(guān)核外電子運動模型的歷史發(fā)展過程，認(rèn)識核外電子的運動特點。2.了解核外電子的運動狀態(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。3.了解電子運動的能量狀態(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。1803年道爾頓1904年1911年1913年1926～1935年湯姆孫盧瑟福波爾薛定諤提出原子確認(rèn)電子實心球模型葡萄干面包模型行星式模型分層模型現(xiàn)代電子云模型提出電子分層運動提出電子沒有確定軌道確認(rèn)原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子預(yù)測中子人類認(rèn)識原子的歷史是漫長的，也是無止境的。????????????+++++++++++原子核核外電子原子質(zhì)子(Z)中子(N)XAZ質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)決定元素的種類決定原子的種類最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)核電荷數(shù)（z）=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)電子數(shù)=原子序數(shù)±電荷數(shù)丹麥物理學(xué)家玻爾（N.Bohr,1885~1962)玻爾模型構(gòu)造原理：即從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入原子核外“殼層”的順序，電子只能在原子核外具有特定能量的“殼層”中運動。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)表了以原子光譜事實為依據(jù)的完整的構(gòu)造原理。波爾原子模型電子層一、能層與能級1.能層（1）概念：多電子原子的核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異，可將核外電子分成不同的能層。（K、L、M、N、O、P、Q等）電子層能層能層越高，電子的能量越高（2）表示方法及各能層最多容納的電子數(shù)能層一二三四五六七n符號K

L

M

N

OPQ—最多電子數(shù)28

1832507298原子核外電子總是盡可能先排布在能量較低的能層上，然后由內(nèi)向外依次排布在能量逐漸升高的能層。能層越高,電子的能量越高。E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。①能量規(guī)律②數(shù)量規(guī)律=2×12=2×22

=2×32=2×42=2×52=2×62=2×722n2每層容納的電子數(shù)不超過2n2（n為能層序數(shù)）原子最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個電子)。次外層電子數(shù)目不超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個。

(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、能級與容納電子數(shù)能層KLMN最多電子數(shù)能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多電子數(shù)2818322262610261014①任一能層的能級總是從s能級開始，能級符號的順序是ns、np、nd、nf......(n為能層序數(shù))。能級數(shù)=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)，依次類推。②以s、p、d、f.....排序的每個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))。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。思考與討論能層中的能級數(shù)=能層序數(shù)能層最多容納電子數(shù)=2n22、6、10、14相同能級5s5p5d5f5?總數(shù)最多電子數(shù)5026101418

501.一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？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。）③能層離核越近能量越低。（

）④同一能層的電子能量一定相同。（

）②各能級(s、p、d、f……)上所能容納的電子數(shù)依次為1、3、5、7……的2倍。（

）①原子核外電子按能量不同分為不同的能層，同一能層又按能量不同分為不同的能級。（

）⑤同一原子中，同一能層同一能級的電子能量一定相同。（

）

1、判斷正誤2.在同一個原子中，M能層上的電子與Q能層上的電子的能量()A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．無法確定B3.以下能級符號正確的是（）A、6sB、2dC、3fD、7p4.若n=3，以下能級符號錯誤的是（）A．npB．nfC．ndD．nsADB5.下列各電子能層中，不包含d能級的是（

）A、N能層B、M能層C、L能層D、K能層CD什么是“光”？什么是“光譜”？光光是一種電磁波，不同波長的光具有不同能量

E＝hυ

，

υ＝c/λ光譜

復(fù)色光經(jīng)過色散系統(tǒng)（如棱鏡）分光后，被色散開的單色光按波長（或頻率）大小而依次排列的圖案。

由各種波長的光所組成，且相近的波長差別極小而不能分辨所得的光譜。如：陽光。連續(xù)光譜氫原子的線狀光譜太陽光的連續(xù)光譜各種波長差別極小而不能分辨特定波長、彼此分離二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜1、能量最低原理原子的電子排布遵循能量最低原則使整個原子的能量處于

狀態(tài)最低2、基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子原子

基態(tài)原子（穩(wěn)定）

激發(fā)態(tài)原子（不穩(wěn)定）處于最低能量處于較高能量吸收能量釋放能量E0E1E2E3En激發(fā)態(tài)能級基態(tài)能級吸收能量

電子躍遷釋放能量

電子躍遷光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式，一般是能量相近的能級間發(fā)生電子躍遷。光的波長可用兩個軌道的能量差計算。光不同元素的原子，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吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。3.原子光譜基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量形成吸收光譜形成發(fā)射光譜電子躍遷4、發(fā)射光譜與吸收光譜對比特征：暗背景，彩色亮線，線狀不連續(xù)特征：亮背景，暗線，線狀不連續(xù)發(fā)射光譜吸收光譜LiHeHg同種元素發(fā)射光譜中的彩色亮線與吸收光譜中的暗線處于相同位置。某些波長的光被釋放來源于光源某些波長的光被吸收5、原子光譜的應(yīng)用(1)發(fā)現(xiàn)新元素如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。1868年科學(xué)家們通過太陽光譜的分析發(fā)現(xiàn)了稀有氣體氦。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。5、原子光譜的應(yīng)用(2)檢驗元素焰色試驗_______變化物理基態(tài)原子吸收能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，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，將能量以光的形式釋放出來。焰色試驗屬于發(fā)射光譜(3)焰火、激光、熒光、LED燈光光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一。焰火、霓虹燈光、激光、熒光、LED燈光等都與核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。霓虹燈管中裝載的氣體不同，在高壓的激發(fā)下發(fā)出的光的顏色就不同?；鶓B(tài)Ne原子激發(fā)態(tài)Ne原子在電場的作用下電子躍遷到較高能級很快又會以光的形式釋放能量躍遷到較低能級光的波長恰好位于可見光區(qū)域中的紅色波段，所以看見紅色光?？茖W(xué)史話：離散的譜線1814年，德國物理學(xué)家夫瑯禾費發(fā)明了分光鏡并用來觀察太陽光，發(fā)現(xiàn)在太陽光譜中有570多條黑線（現(xiàn)知幾千條），后人稱之為夫瑯禾費線。1859年,德國科學(xué)家本生

和基爾霍夫發(fā)明了光譜儀，證實了夫瑯禾費線實質(zhì)上是原子的吸收光譜，并一一找到對應(yīng)的元素。例如，被夫瑯禾費標(biāo)記為D的雙線源自鈉（如圖)，后人稱為鈉雙線科學(xué)史話：離散的譜線原子光譜為什么是離散的譜線而不是連續(xù)的呢？

1913年，玻爾創(chuàng)造性地假設(shè)，被束縛在原子核外的電子的能量是量子化的，只能取一定數(shù)值，稱為定態(tài)，而原子光譜的譜線是不同定態(tài)的電子發(fā)生躍遷產(chǎn)生的，因而是離散的而不是連續(xù)的譜線。1925年，德國科學(xué)家洪特解釋了復(fù)雜光譜，得出了過渡元素（包括鉻和銅等）的光譜學(xué)基態(tài)原子的電子排布，為構(gòu)造原理的確立奠定了基礎(chǔ)1、判斷正誤(1)光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一()(2)霓虹燈光、激光、螢光都與原子核外電子躍遷吸收能量有關(guān)()(3)產(chǎn)生激光的前提是原子要處于激發(fā)態(tài)()(4)同一原子處于激發(fā)態(tài)時的能量一定高于基態(tài)時的能量()電子層能級數(shù)能級類型原子軌道數(shù)可