111能層與能級(jí)（課件）【大單元教學(xué)】高二化學(xué)（人教版2019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1課時(shí)能層與能級(jí)原子光譜1.認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。通過(guò)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布，辨識(shí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.知道電子運(yùn)動(dòng)的能量狀態(tài)具有量子化的特征(能量不連續(xù))，電子可以處于不同的能級(jí)，在一定條件下會(huì)發(fā)生激發(fā)與躍遷。學(xué)習(xí)目標(biāo)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)。原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展簡(jiǎn)史新課導(dǎo)入任務(wù)1回顧原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展簡(jiǎn)史英國(guó)化學(xué)家道爾頓（J.Dalton）把原子從一個(gè)撲朔迷離的哲學(xué)名詞變?yōu)榛瘜W(xué)中具有確定意義的實(shí)在微粒，并提出了原子論1904年，湯姆孫（J.J.Thomson）在發(fā)現(xiàn)電子的基礎(chǔ)上提出了原子結(jié)構(gòu)的"葡萄干布丁"模型，開(kāi)始涉及原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福（E.Rutherford）根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子結(jié)構(gòu)的核式模型。丹麥科學(xué)家玻爾（N.Bohr）于1913年根據(jù)原子光譜實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步建立起核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型。20世紀(jì)20年代中期建立的量子力學(xué)理論，使人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，從而產(chǎn)生了原子結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)模型。新課探究任務(wù)1回顧原子結(jié)構(gòu)模型發(fā)展簡(jiǎn)史問(wèn)題1：結(jié)合所學(xué)，請(qǐng)畫出鈉原子原子結(jié)構(gòu)示意圖，談?wù)勀銓?duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。問(wèn)題2：研究核外電子排布的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是什么？研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜新課探究任務(wù)2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

許多物質(zhì)都能夠吸收光或發(fā)射光，人們常常利用原子光譜儀將物質(zhì)吸收的光或發(fā)射的光的頻率（或波長(zhǎng)）和強(qiáng)度分布記錄下來(lái)得到光譜。新課探究

如果原子結(jié)構(gòu)真如盧瑟福的核式模型所描述的那樣，根據(jù)經(jīng)典的電動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)，圍繞原子核高速運(yùn)動(dòng)的電子一定會(huì)自動(dòng)且連續(xù)地輻射能量，最終坍塌到原子核上。思考原子的光譜應(yīng)當(dāng)是連續(xù)光譜，即波長(zhǎng)的變化呈連續(xù)分布。盧瑟福原子結(jié)構(gòu)核式模型推論那么，實(shí)際情況如何呢?新課探究任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜氫原子光譜是由具有特定波長(zhǎng)、彼此分立的譜線組成的線狀光譜。

在一個(gè)被抽成真空、兩端含有電極的玻璃管中充入低壓氫氣，然后在兩個(gè)電極上施加高壓，使氫原子在電場(chǎng)的激發(fā)下發(fā)光，發(fā)出的光經(jīng)過(guò)三棱鏡分光后得到如圖所示的氫原子光譜圖。尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型新課探究新課探究任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜問(wèn)題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜KLMN

基態(tài)氫原子：處于能量最低狀態(tài)的氫原子。KLMN能量基態(tài)原子吸收能量，其中的電子會(huì)發(fā)生躍遷，由于電子躍遷，原子處于比基態(tài)能量高的狀態(tài)，形成激發(fā)態(tài)原子。新課探究不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)可以吸收不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子吸收光譜。鋰、氦、汞的吸收光譜問(wèn)題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜特征:亮背景、暗線、線狀不連續(xù)新課探究問(wèn)題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜KLMN能量光KLMN激發(fā)態(tài)基態(tài)光是電子躍遷釋放能量的重要形式之一。新課探究

不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)可以發(fā)射不同的光，用光譜儀可以攝取各種原子的發(fā)射光譜。問(wèn)題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜鋰、氦、汞的發(fā)射光譜各種原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜。特征:暗背景、亮線、

線狀不連續(xù)新課探究問(wèn)題4：原子光譜的應(yīng)用任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜（1）發(fā)現(xiàn)新元素（3）檢驗(yàn)元素不同元素的焰色試驗(yàn)（2）鑒定元素在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。新課探究1、元素Na的焰色試驗(yàn)呈黃色，從能量變化的角度其光譜類型屬于A.發(fā)射光譜

B.吸收光譜C.連續(xù)光譜

D.線狀光譜2.請(qǐng)解釋鉀、鈉產(chǎn)生焰色及焰色不同的原因。鉀、鈉及其化合物在火上灼燒時(shí)，原子中的電子吸收能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，電子不穩(wěn)定，電子很快躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，能量以光的形式釋放出來(lái)。而釋放的光的波長(zhǎng)在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，因而能使火焰呈現(xiàn)不同的焰色。鉀、鈉的原子結(jié)構(gòu)不同電子躍遷是能量變化不同，所以產(chǎn)生的火焰不同課堂訓(xùn)練任務(wù)2研究原子結(jié)構(gòu)的方法——原子光譜核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型（1）成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。（2）闡明了原子光譜源自核外電子在能量不同的軌道之間的躍遷，而電子所處的軌道的能量是量子化的。尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)問(wèn)題5：回憶所學(xué)，核外電子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和排布規(guī)律是什么？①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(dòng)②核外電子是分層排布的③離核較近的電子，能量較低，離核較遠(yuǎn)的電子，能量較高。新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)1、

能層——電子層

(1)分類依據(jù)：(2)能層的表示方法及各能層最多容納的電子數(shù)2n2在多電子的原子中，核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異，可以將核外電子分成不同的能層。能層一二三四五六七符號(hào)K

L

M

N

OPQ最多電子數(shù)

2=2×128=2×22

18=2×3232=2×4250=2×5272=2×6298=2×72新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)1、

能層——電子層(3)核外電子的排布規(guī)律：E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)

①先排能量低的電子層，再排能量高的電子層，由里往外。

②每一層最多容納電子數(shù)：2n2個(gè)。

③最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)（K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)）。④次外層電子數(shù)不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)。新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)問(wèn)題6：分析鈉原子光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)：即便是相同的兩個(gè)能層之間發(fā)生電子躍遷，也會(huì)出現(xiàn)多條譜線。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，你會(huì)提出何種假設(shè)？鈉原子光譜多電子原子中，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(jí)。新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)2、

能級(jí)在多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能

，還可以把它們分成

。不同能級(jí)(1)分類依據(jù)：能層是樓層能級(jí)是樓梯的階梯能量越來(lái)越高同一能層各能級(jí)能量越來(lái)越高新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)2、

能級(jí)(2)符號(hào)：任一能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始，依次稱p、d、f、g能級(jí)……能級(jí)數(shù)=該能層序數(shù)在同一能層中，能級(jí)的能量高低是ns<np<nd<nf電子層n能級(jí)數(shù)1s2s、p3s、p、d4s、p、d、fnn新課探究能層KLMNO能級(jí)…最多容納電子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p2262610261410262818322n2s能級(jí)最多容納的電子數(shù)為2p能級(jí)最多容納的電子數(shù)為6d能級(jí)最多容納的電子數(shù)為10f能級(jí)最多容納的電子數(shù)為14(3)能級(jí)表示方法及各能級(jí)最多容納的電子數(shù)各能級(jí)可容

納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍不同能層中符號(hào)相同的能級(jí)所容納的最多電子數(shù)

。相同任務(wù)3能層與能級(jí)新課探究任務(wù)3能層與能級(jí)2、

能級(jí)問(wèn)題7：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？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，與前面能層的計(jì)算結(jié)果相同。新課探究(1)2d表示L層上的d能級(jí)(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)的能量低(

)(4)各能級(jí)最多可容納的電子數(shù)按s、p、d、f……的順序依次為自然數(shù)中的奇數(shù)序列1、3、5、7……的2倍(

)(5)4s、4p、4d、4f能級(jí)的能量的高低順序?yàn)镋(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(