資源簡介

(共25張PPT)
組織建設
第1課時 能層與能級 基態與激發態
第一章 原子結構與性質
第一節　原子結構
學習目標
通過認識原子結構和電子排布理解能層和能級的關系。
通過核外電子能量不同分析、理解基態與激發態的含義。
3. 能辨識光譜與電子躍遷之間的關系。
1869年，俄國化學家門捷列夫發現了元素周期表
1920年，丹麥科學家波爾提出了構造原理
開啟了用原子結構解釋元素周期律的篇章
波爾的“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
導入
原子結構探索歷程
原子結構模型的演變史
道爾頓模型(1803年)
湯姆孫原子
模型(1904年)
盧瑟福原子
模型(1911年)
玻爾原子模型(1913年)
電子云模型
(1926－1935年)
“葡萄干面包式”
“實心球”
“行星式”
“量子化軌道”
“現代電子云”
知識回顧
1、結合所學，請畫出鈉原子原子結構示意圖，談談你對原子結構的認識。
Na:
原子
原子核
核外電子(-)
質子(+)
中子(不帶電)
核電荷數= 核內質子數= 核外電子數
質量數(A) = 質子數(Z) + 中子數(N)
2、核外電子運動特點和排布規律是什么？
核外電子是_______排布的（K、L、M、O、P、Q）
離核較近的電子，能量_______，離核較遠的電子，能量_______
分層
較低
較高
3. 核外電子排布的一般規律
(1)先排能量低的電子層，再排能量高的電子層，由內向外。
(2)每一層最多容納電子數：2n2個。
(3)最外層電子數不超過8個（K層為最外層不超過2個）
(4)次外層電子數不超過18個。
(5)倒數第三層不超過32個。
“一低四不超”
1、下列說法正確的是 （ ）
A、某微粒核外電子排布為2、8、8結構，則該微粒一定是氬原子
B、最外層達穩定結構的微粒只能是稀有氣體的原子
C、F-、Na+、Mg2+、Al3+是與Ne原子具有相同電子層結構的離子
D、NH4+與H3O+具有相同的質子數和電子數
C D
一、 能層與能級
1.能層
(1)核外電子按 不同分成能層(電子層)。
能量
(2)能層的表示方法及各能層最多容納的電子數 。
能層 一 二 三 四 五 六 七
符號 K　 L　 M　 N　 O P Q
最多電子數 　
2
2×12
8
2×22　
18
2×32
32
2×42
50
2×52
72
2×62
98
2×72
2n2
不是真實存在的，只是為了研究方便假設的
電子層
(3)能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序為_ 。
E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)
2.能級
(1)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
能層是樓層，能級是樓梯的階梯
(電子亞層)
(2)符號 ：任一能層的能級都是從 s 能級開始，依次稱p、d、f、g能級……
在每一個能層中，能級符號的順序是ns、np、nd、nf......(n為能層序數)。
能級數=該能層序數
第一能層有__個能級，即____
第二能層有__個能級，即_______
1s
2s、2p
1
2
能層 K L M N O
能級 …
最多容納電子 …
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
2
2
6
2
6
10
2
6
14
10
2
6
2
8
18
32
2n2
(3)表示方法及各能級最多容納的電子數
每一能層最多可容納2n2個電子，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（軌道數）……的二倍
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 (注：本書只要求到f能級。)
2n2
能級數=能層序數（n）
2、6、10、14
相同，都是10個
50
s-2，p-6，d-10，f-14 ...
小結：
1、在每一能層中，能級符號的順序是：ns、 np、nd、nf…(n代表能層)
2、任一能層的能級總的從s能級開始:能級數=該能層序數
5、不同能層中，能級的能量高低是 1s<2s<3s<4s….
3、各能級所在能層的取值，不同能層中相同能級所能容納的最多電子數相同。
ns(n≥1)
np(n≥2)
nd(n≥3)
nf(n≥4)
4、每一能層最多可容納2n2個電子，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
2p<3p<4p…
6、在同一能層中，能級的能量高低是 ns[微自測]
×
√
√
√
×
×
×
2.第三電子層含有的軌道數為( )
A、3 B、5 C、7 D、9
3.下列不符合事實的是（ ）
A、4s2 B、2p3 C、3d8 D、3f14
4.下列各能層不包含d能級的是（ ）
A、O能層 B、P能層 C、M能層 D、K能層
5.某一能層上nd能級最多能容納的電子數為（ ）
A、6 B、10 C、14 D、15
B
D
D
D
最低能量
較高
吸收
釋放
二、基態與激發態 原子光譜
1.基態與激發態原子
特別提醒
電子的躍遷是物理變化(未發生電子得失)。
光（輻射）是電子躍遷釋放能量的重要形式。
生活中，我們看到的許多可見光，都與原子核外電子躍遷釋放能量有關。
生活中：與電子躍遷有關的現象
焰火
霓虹燈光
激光
熒光
LED燈光
2.原子光譜
(1)原子光譜:不同元素的原子，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發射光譜或吸收光譜，總稱原子光譜。
發射光譜
吸收光譜
吸收的光和釋放的光頻率相同
Li
He
Hg
(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。
(2)原子光譜的成因與分類
基態原子
激發態原子
吸收能量
釋放能量
發射光譜
吸收光譜
能量較高
能量最低
2、光譜與光譜分析
基態
K
L
M
N
激發態
K
L
M
N
能量
能量
K
L
M
N
光
K
L
M
N
不穩定
吸收能量
電子躍遷
釋放能量
光
能量
能量
基態
激發態
(1)一般在能量相近的能級間發生電子躍遷。
(2)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。
（4）原子光譜的應用
①發現新元素
He 氦
如：銫（1860年）和銣（1861年），其光譜中有特征的籃光和紅光。
1868年科學家們通過太陽光譜的分析發現了稀有氣體氦。
金屬的焰色試驗中，一些金屬元素呈現不同焰色的原因是什么
焰色反應是電子躍遷的結果，焰色反應發生的過程：
②檢驗元素
③生產生活
煙火
霓虹燈
基態原子中的電子吸收能量，能量較低的電子發生躍遷,從基態變為
激發態。隨即電子又從能量較高的激發態躍遷到能量較低的激發態
乃至基態，便以光(輻射)的形式釋放能量，形成不同的焰色。
發射光譜
[微自測]
1.下列關于同一原子中基態和激發態的說法中，正確的是（ ）
A.基態時的能量比激發態時高
B.激發態時比較穩定
C.由基態轉化為激發態過程中吸收能量
D.電子僅在激發態躍遷到基態時才會產生原子光
2.當碳原子核外一個電子由2s能級躍遷到2p能級時，下列說法正確的是（ ）
A.碳原子由基態變為激發態
B.碳原子由激發態變為基態
C.該過程將產生發射光譜
D.碳原子要向外界環境釋放能量
C
A
3.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（　　）
A. 在電流的作用下，氖原子與構成燈管的物質發生反應
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. 電子由激發態向基態躍遷時以光的形式釋放能量
4.下列現象和應用與電子躍遷無關的是( )
A.激光 B.焰色試驗 C.燃燒放熱 D.霓虹燈
D
C
能層與能級
基態與激發態
含義
表示方法
能量關系
基態原子與激發態原子
子基態、激發態相互間轉化的能量變化
生活中：與電子躍遷有關的現象
光譜的成因及分類
應用
原子光譜
能層、能級與最多容納的電子數
第一節
原子的結構與性質
第1課時

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