111能層與能級（課件）【大單元教學】高二化學（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結構與性質(zhì)第一節(jié)原子結構第1課時能層與能級原子光譜1.認識核外電子的運動特點。通過認識原子結構及核外電子排布，辨識微觀粒子的運動狀態(tài)不同于宏觀物體的運動狀態(tài)。2.知道電子運動的能量狀態(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，在一定條件下會發(fā)生激發(fā)與躍遷。學習目標3.知道原子光譜形成的原因，能論證核外電子運動的能量特點。原子結構模型發(fā)展簡史新課導入任務1回顧原子結構模型發(fā)展簡史英國化學家道爾頓（J.Dalton）把原子從一個撲朔迷離的哲學名詞變?yōu)榛瘜W中具有確定意義的實在微粒，并提出了原子論1904年，湯姆孫（J.J.Thomson）在發(fā)現(xiàn)電子的基礎上提出了原子結構的"葡萄干布丁"模型，開始涉及原子內(nèi)部的結構1911年，英國物理學家盧瑟福（E.Rutherford）根據(jù)α粒子散射實驗提出了原子結構的核式模型。丹麥科學家玻爾（N.Bohr）于1913年根據(jù)原子光譜實驗，進一步建立起核外電子分層排布的原子結構模型。20世紀20年代中期建立的量子力學理論，使人們對原子結構有了更深刻的認識，從而產(chǎn)生了原子結構的量子力學模型。新課探究任務1回顧原子結構模型發(fā)展簡史問題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。問題2：研究核外電子排布的實驗依據(jù)是什么？研究原子結構的方法——原子光譜新課探究任務2研究原子結構的方法——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）和強度分布記錄下來得到光譜。新課探究

如果原子結構真如盧瑟福的核式模型所描述的那樣，根據(jù)經(jīng)典的電動力學觀點，圍繞原子核高速運動的電子一定會自動且連續(xù)地輻射能量，最終坍塌到原子核上。思考原子的光譜應當是連續(xù)光譜，即波長的變化呈連續(xù)分布。盧瑟福原子結構核式模型推論那么，實際情況如何呢?新課探究任務2研究原子結構的方法——原子光譜任務2研究原子結構的方法——原子光譜氫原子光譜是由具有特定波長、彼此分立的譜線組成的線狀光譜。

在一個被抽成真空、兩端含有電極的玻璃管中充入低壓氫氣，然后在兩個電極上施加高壓，使氫原子在電場的激發(fā)下發(fā)光，發(fā)出的光經(jīng)過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構模型新課探究新課探究任務2研究原子結構的方法——原子光譜問題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務2研究原子結構的方法——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、汞的吸收光譜問題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務2研究原子結構的方法——原子光譜特征:亮背景、暗線、線狀不連續(xù)新課探究問題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務2研究原子結構的方法——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。問題3：原子光譜是如何產(chǎn)生的？任務2研究原子結構的方法——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)新課探究問題4：原子光譜的應用任務2研究原子結構的方法——原子光譜（1）發(fā)現(xiàn)新元素（3）檢驗元素不同元素的焰色試驗（2）鑒定元素在現(xiàn)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。新課探究1、元素Na的焰色試驗呈黃色，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，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，能量以光的形式釋放出來。而釋放的光的波長在可見光范圍內(nèi)，因而能使火焰呈現(xiàn)不同的焰色。鉀、鈉的原子結構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練任務2研究原子結構的方法——原子光譜核外電子分層排布的原子結構模型（1）成功地解釋了氫原子光譜是線狀光譜的實驗事實。（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3能層與能級問題5：回憶所學，核外電子運動特點和排布規(guī)律是什么？①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)運動②核外電子是分層排布的③離核較近的電子，能量較低，離核較遠的電子，能量較高。新課探究任務3能層與能級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3能層與能級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。

③最外層電子數(shù)不超過8個（K層為最外層時不超過2個）。④次外層電子數(shù)不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。新課探究任務3能層與能級問題6：分析鈉原子光譜時發(fā)現(xiàn)：即便是相同的兩個能層之間發(fā)生電子躍遷，也會出現(xiàn)多條譜線。對于這個現(xiàn)象，你會提出何種假設？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。

還可以把一個能層分為不同能級。新課探究任務3能層與能級2、

能級在多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能

，還可以把它們分成

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

能級(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……能級數(shù)=該能層序數(shù)在同一能層中，能級的能量高低是ns<np<nd<nf電子層n能級數(shù)1s2s、p3s、p、d4s、p、d、fnn新課探究能層KLMNO能級…最多容納電子…1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p2262610261410262818322n2s能級最多容納的電子數(shù)為2p能級最多容納的電子數(shù)為6d能級最多容納的電子數(shù)為10f能級最多容納的電子數(shù)為14(3)能級表示方法及各能級最多容納的電子數(shù)各能級可容

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相同的能級所容納的最多電子數(shù)

。相同任務3能層與能級新課探究任務3能層與能級2、

能級問題7：第五能層最多可以容納多少個電子？

分別容納在哪些能級中？

各能級最多容納多少個電子？各能級最多容納的電子數(shù)為：5s能級2×1=25p能級2×3=65d能級2×5=105f能級2×7=145g能級2×9=18總計50個電子，與前面能層的計算結果相同。新課探究(1)2d表示L層上的d能級(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)s能級的能量一定比p能級的能量低(

)(4)各能級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能級的能量的高低順序為E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(