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(共21張PPT)
第一節 原子結構　
第1課時 能層和能級 基態與激發態 原子光譜
人教版選擇性必修2
學習目標
1．認識核外電子的運動特點，知道電子運動的能量狀態具有量子化特征，電子處于不同能級，在一定條件下會發生激發與躍遷。
2．探究微觀中電子躍遷與光形成的關系，從而更好地理解原子光譜、能層能級與電子躍遷及光產生的原因。
學習目標
1．充分認識原子結構理論發展的過程是一個逐步深入完美的過程，培養學生“科學探究與科學精神”的學科素養。
2．通過學習原子結構、電子運動等內容，培養學生“宏觀辨識和微觀探析”的學科素養。
3．通過宏觀上對光的理解和感知。探究微觀中電子躍遷與光形成的關系，從而更好地理解原子光譜、能層能級與電子躍遷及光產生的原因。
素養目標
情境引入
“原子”一詞源自古希臘語“ATOM”，是不可再分的意思。古希臘哲學家假想原子是世間萬物最小的微粒。19世紀初，英國人道爾頓創立了近代原子學說，假設原子是化學元素中的最小粒子，每一種元素有一種原子。20世紀初，人們終于認識到原子不是最小的粒子，而且有復雜的結構。對原子結構的認識為元素周期律找到了理論根據。原子的基本性質，如原子半徑、電離能和電負性等都與原子結構密切相關，因而也呈現周期性。
教學過程
一、原子結構模型的演變
教學過程
1．道爾頓原子模型（1803年）：原子是組成物質的基本的粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球。
2．湯姆生原子模型（1904年）：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。
3．盧瑟福原子模型 （1911年）：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉，就像行星環繞太陽運轉一樣。
4．玻爾原子模型 （1913年）：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運動。
5．電子云模型 （1927年—1935年）：現代物質結構學說。
教學過程
1869年，俄國化學家門捷列夫發現了元素周期表
1920年，丹麥科學家玻爾提出了構造原理
開啟了用原子結構解釋元素周期律的篇章
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
1936年，德國科學家馬德隆發表了以原子光譜事實為依據的完整的構造理論
原子結構的研究
教學過程
二、能層與能級
1.能層：在多電子原子中，核外電子能量不同，按照核外電子的能量不同分成能層。（強調電子的能量差異）
電子層數 一 二 三 四 五 六 七
符號 K L M N O P Q
最多容納電子數 2 8 18 32 50 72 98
能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序為
E(K)教學過程
2.能級：同一能層的電子，能量也可能不同，還可分成不同能級符號為：s、p、d、f...
能層 K L M N O 能級 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多電子數 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
如果能層是樓層，能級是樓層的階級
1×2
3×2
5×2
7×2
教學過程
思考與討論
1.一個能層的能級數與能層序數(n)間存在什么關系？一個能層最多可容納的電子數與能層序數(n)間存在什么關系
2.以s、p、d、f 為符號的能級分別最多可容納多少個電子 ？3d、4d、5d能級所能容納的最多電子數是否相同？
3.第五能層最多可容納多少個電子？它們分別容納在幾個能級中？各能級最多容納多少個電子？
能級數=該能層序數 2n2
自然數中奇數序列1,3,5,7...的2倍 相同
50個電子 5個能級 2 6 10 14 18
教學過程
小結：
(1)每一能層最多可容納的電子數為2n2 個(n為能層序數)。
例如，K層最多容納2個電子；L層最多容納8個電子；M層最多容納18個電子；N層最多容納32個電子……
(2)在每一個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf…… (n代表能層)。
(3)任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數等于該能層序數，即第一能層只有1個能級(1s)，第二能層有2個能級(2s和2p)，第三能層有3個能級(3s、3p和3d)，依次類推。
(4)以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數依次為1、3、5、7……的二倍。
(5)英文字母相同的不同能級中所能容納的最多電子數相同。
例如，1s、2s、3s、4s……能級最多都只能容納2個電子。
教學過程
二、基態與激發態 原子光譜
1.基態與激發態：處于最低能量狀態的原子叫做基態原子。基態原子吸收能量，它的電子會躍遷到較高能級，變為激發態原子。
例如，電子可以從1s躍遷到2s、3s……相反，電子從較高能量的激發態躍遷到較低能量的激發態乃至基態時，將釋放能量。光（輻射）是電子躍遷釋放能量的重要形式。
教學過程
在日常生活中，我們看到的許多可見光，如火、霓虹燈光、激光、熒光、ED燈光……都與原子核外電子躍遷釋放能量有關。
節日燃放的焰火與電子躍遷有關
激光筆
LED燈裝飾的建筑夜景
教學過程
二、基態與激發態 原子光譜
2.原子光譜：不同元素原子的電子發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射光譜，總稱原子光譜
教學過程
3.光譜分析：現代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。
氫原子光譜測定示意圖和氫原子的光譜圖
自從1803年英國化學家、物理學家道爾頓提出了原子學說，人類對原子結構的認識就不斷深入、發展，并通過實驗事實不斷完善對原子結構的認識。下列關于原子結構模型的說法中，正確的是(　　)
A．道爾頓的原子結構模型將原子看作實心球，故不能解釋任何問題
B．湯姆孫“葡萄干布丁”原子結構模型成功解釋了原子中的正負粒子是可以穩定共存的
C．盧瑟福核式原子結構模型指出了原子核和核外電子的質量關系、電性關系及占有體積的關系
D．玻爾電子分層排布原子結構模型引入了量子化的概念，能夠成功解釋所有的原子光譜
典例1．
【答案】C　
課堂練習
下列有關說法正確的是(　　)
A．各能級的原子軌道數按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7
B．各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束
C．各能層含有的能級數為n-1
D．各能層含有的電子數為2n2
典例2．
【答案】A　
課堂練習
下列有關電子層和能級的敘述中正確的是(　　)
A．M電子層有s、p共2個能級,最多能容納8個電子
B．3d能級最多容納5個電子，3f能級最多容納7個電子
C．無論哪一電子層的s能級最多容納的電子數均為2
D．每個電子層都有s、p能級，但不一定有d能級
典例3．
【答案】C　
課堂練習
對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發出紅色光。產生這一現象的主要原因是(　　)
A．電子由激發態向基態躍遷時以光的形式釋放能量
B．電子由基態向激發態躍遷時吸收除紅光以外的光線
C．氖原子獲得電子后轉變成發出紅光的物質
D．在電流的作用下，氖原子與構成燈管的物質發生反應
典例4．
【答案】A　
課堂練習
課堂小結
課后小任務
感 謝 傾 聽　

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