人教版（2019）选择性必修二 1.1.1 能层与能级 基态与激发态 课件(共19张PPT)

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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
第一课时 能层与能级 基态与激发态
1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。
2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。
3.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。
1.通过认识原子结构及核外电子排布，辨识微观粒子的运动状态不同于宏观物体的运动状态。(宏观辨识与微观探析)
2.结合原子结构模型的演变过程，能论证证据与模型的建立及其发展之间的关系。(证据推理与模型认知)
3.体会在对物质微观结构的科学探究中经历基于实验证据建立、优化甚至是重构模型的过程，既需要严谨的科学推理，又需要大胆的科学猜想。（科学探究与创新意识）
引言
化学研究的是构成宏观物体的物质。
一、研究物质的组成与结构
二、研究物质的性质与变化
决定
决定
“原性论”
物质的元素组成
分子的组成
分子的结构
晶体结构
“原子”一词源自古希腊语“ATOM”，是不可再分的意思。古希腊哲学家假想原子是世间万物最小的微粒。
19世纪初，英国人道尔顿创立了近代原子学说，假设原子是化学元素中的最小粒子，每一种元素有一种原子。
20世纪初，人们终于认识到原子不是最小的粒子，而且有复杂的结构。
对原子结构的认识为元素周期律找到了理论根据。原子的基本性质，如原子半径、电离能和电负性等都与原子结构密切相关，因而也呈现周期性。
原子的来源
原子结构的探索历史
1869年
俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表
1920年
玻尔在氢原子模型(1913年)基础上，提出构造原理：从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入原子核外“壳层”的顺序。
1936年
德国科学家马德隆
发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理
5年后，玻尔的“壳层” 落实为“能层”与”能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释
原子结构模型的演变
道尔顿
实心球
汤姆孙
卢瑟福
葡萄干面包 模型
原子核式模型
知识回顾
阴极射线实验
α粒子散射实验
玻尔
原子轨道模型
氢原子光谱
薛定谔
量子力学模型
原子结构
原子核
核外电子
质子(Z)
中子(N)
X
A
Z
决定元素的种类
决定原子的种类
最外层电子数决定元素的化学性质
知识回顾
一 二 三 四 五 六 七
能层越高，电子的能量越____，能量的高低顺
序为_______________________________
E(K)电子层
能层
高
①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。
②每一层最多容纳的电子数：____个
2n2
能级
1.含义：多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。
2.表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f 等表示。
根据多电子原子的同一能层电子的能量不同，将它们分为不同的能级。
原子轨道形状轨道数目电子数目字母意思
s轨道 指 Sharp （精准）p轨道 指 Principal （首要）
d轨道 指 Diffused （扩散） f轨道 Fundamental （基本）
3.能级的符号和所能容纳的最多电子数
能层 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …
①任一能层的能级总是从_____能级开始，能级符号的顺序是
______________________(n为能层序数)。
②能级数等于该_________。即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，依次类推。
③英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数______。例如，
1s、2s、3s、4s......能级最多都只能容纳____个电子。
④以s、p、d、f.....排序的各能级可容纳的最多电子数依次为
_________________________。
2
8
18
32
50
s
能层序数
ns、np、nd、nf...
相同
2
1、3、5、7......的2倍
不同能层、能级的能量大小关系
能层的能量：
同一能层的不同能级：
不同能层的同一能级：
KEnsE1sE2pE3d1．下列能级符号表示正确的组合是(　　)
①5s　②2d　③3f　④6p
A．①④ B．②③ C．③④ D．①②
2．下列各能层不包含d能级的是(　　)
A．N B．M C．Q D．L E. K
A
思考：电子的能量和所在能级是否就一成不变的呢？
原子核外的电子在不同能级之间跃迁，需要吸收或释放能量
hν = E2-E1
h-又称普朗克常数
h-又称普朗克常数
频率ν=波速/波长 ，即ν=c/λ,光子的速度是c
基态与激发态
原子
吸收能量
释放能量
处于最低能量状态
处于较高能量状态
基态原子
激发态原子
电子跃迁
光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式
①电子的跃迁是 （未发生电子转移），而原子得失电子时发生的是 。
②一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如基态碳原子表示1s22s22p2 ，1s22s12p3为 。
③激发态原子不稳定，易 能量变为基态原子，其能量可转化为 。
物理变化
化学变化
激发态碳原子
释放
可见光
基态
K
L
M
N
激发态
K
L
M
N
能量
能量
K
L
M
N
光
K
L
M
N
不稳定
吸收能量
电子跃迁
释放能量
原子光谱的产生
原子光谱
1.定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的发射光谱或吸收光谱，总称原子光谱。
发射光谱
吸收光谱
特征:___背景，___线， 线状不连续
特征:___背景，___线，线状不连续
Li
He
Hg
(2)为什么不同元素原子具有不同的特征光谱？
不同原子的能级结构不同，发出的谱线的特征不同
【思考】(1)同一元素发射光谱和吸收光谱有什么相同与不同之处？
同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同。
暗
亮
暗
亮
原子光谱的应用
在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
He 氦
元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于__________
发射光谱
充有氖气的霓虹灯能发出红光，产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快地以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段。
分析霓虹灯发光的原理
1.一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系？一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系
能层的能级数等于该能层序数。一个能层最多可容纳的电子数为2n2个。
2.以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子 ？3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？
3.第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？各能级最多容纳多少个电子？
以s、p、d、f为符号的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍。3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同。
第五能层最多可容纳50个电子；5个能级；各能级最多容纳电子数分别为2,6,10,14,18个。
2.表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f 等表示。
原子轨道形状轨道数目电子数目字母意思
s轨道 指 Sharp （精准）p轨道 指 Principal （首要）
d轨道 指 Diffused （扩散） f轨道 Fundamental （基本）
hν = E2-E1
h-又称普朗克常数
h-又称普朗克常数
频率ν=波速/波长 ，即ν=c/λ,光子的速度是c
"烤蓝"方法很多，常用碱性或酸性药液使金属表面产生蓝黑色保护层。我国旧时做银饰常用烤蓝这种方法，将银放入碱或酸液，进行加热，视药液种类浓度，温度一般达到90-110度，银开始发黄，然后发蓝红色，接着是蓝黑色、最后变成黑色，需要哪种颜色，就适时取出，然后清洗，这样不管得到的是蓝黑色或黑色才都可以叫做"烤蓝"。