1.1原子结构 课件 (共30张PPT) 人教版（2019）选择性必修2
文档属性
| 名称 | 1.1原子结构 课件 (共30张PPT) 人教版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 52.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-29 21:57:25 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第1课时 能层 能级 基态 激发态 原子光谱
选修3 物质结构与性质
第1章 原子结构与性质
学习目标
1.了解核外电子的运动状态,知道原子核外电子的能层分布、能级分布及其能量的关系。
2.了解电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续),知道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.结合原子结构模型能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。
一、原子的诞生
宇宙中最丰富的元素是氢。地球上的元素大多数是金属,
非金属元素(包括稀有气体元素)仅24种。
地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca
原子的认识过程
古希腊哲学家留基伯和德谟克立特
原子：源自古希腊语Atom，
不可再分的微粒
1803年 道尔顿（英）
原子是微小的不可分割的实心球体
1897年，英国科学家汤姆生
枣糕模型
1911年，英国物理学家卢瑟福
电子绕核旋转的原子结构模型
1913年，丹麦科学家玻尔——行星轨道的原子结构模型
1926年，奥地利物理学家薛定谔等 以量子力学为基础提出电子云模型
具有相同核电荷数的一类原子的总称
含有一定数目质子和中子的一种原子
质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子
元素：
核素：
同位素：
温顾而知新
原子
原子核
核外电子(-)
质子(+)
中子(不带电）
温顾而知新
X
A
Z
原子序数 =核内质子数=核外电子数= 核电荷数
质量数A= 质子数Z+ 中子数N
(1)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子;
(2)原子最外层电子不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个);
(3)次外层电子不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个),
倒数第三层电子不能超过32个;
(4)核外电子总是尽量先排布在能量最低的电子层,
然后由里向外依次排布在能量逐步升高的电子层。
2.核外电子排布的一般规律
1.能层
多电子原子的核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异可以将电子分成不同的能层,用符号K、L、M、N、O、P、Q分别表示相应的1~7能层。
能层数=电子层数
一、能层与能级
2.能级
(1)意义:根据多电子原子中同一能层电子能量不同,将它们分成不同的能级。
(2)符号:在每一能层中,能级符号分别为ns、np、nd、nf……,
其中n代表能层。
各能层的能级数=能层序数
a.任一能层的能级总是从s开始。
b.能级符号前面用数字表示能层序数。
下列“能层—能级”的对应关系中,能层不包含相应能级的是( )A.O—s B.L—p C.M—f D.N—d
C
能层 K L M N 能级
最多电子数
每一能层最多容纳的电子数 s、p、d、f……各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层序数)。
不同能层中相同字母代号的能级所容纳的最多电子数相同。
能量关系
EK﹤EL ﹤ EM ﹤ EN
Ens﹤Enp ﹤ End ﹤ Enf
Ens﹤E(n+1) s ﹤ E(n+2) s ﹤ E(n+3) s
E2px=E2py = E2pz
下列有关认识正确的是( )
A.各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序
依次为1、3、5、7……的二倍
B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C.各能层含有的能级数为n-1
D.各能层含有的电子数为2n2
A
下列有关能层和能级的叙述中正确的是( )
A.M能层共有s、p 2个能级,最多能容纳8个电子
B.3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多容纳7个电子
C.无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2
D.任一能层都有s、p能级,但不一定有d能级
C
原子核外P能层和p能级可容纳的最多电子数分别为 ( )
A.32和2 B.50和6 C.72和6 D.86和10
C
下列能级中可容纳电子数最多的是( )
A.6s B.4p C.3d D.4f
D
二、基态、激发态与光谱
1.基态原子与激发态原子
激发态
K
L
M
N
基态
基态原子吸收能量，电子会发生跃迁，原子处于比基态能量高的状态，形成激发态原子。
当电子从较高能量的状态跃迁至较低能量的状态，乃至基态时，会释放能量。
吸收能量
吸收光谱
释放能量
发射光谱
2.光谱与光谱分析
(1)光谱形成原因
不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类
(3)光谱分析
在现代化学中,利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
锂、氦、汞的吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱
思考1：吸收光谱和发射光谱有何特点？
思考2：如何解释暗线和亮线位置一样？
亮背景+暗线
暗背景+亮线
亮线和暗线位置一样
电子从ni-nj两个壳层跃迁时，吸收和发射的能量一样
分析霓虹灯发光的原理
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跃迁到能量较高的能级，而处在能量较高能级上的电子很快以光的形式释放能量跃迁回能量较低的能级，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段。
我们见到的可见光，如焰火、霓虹灯、激光、荧光、LED灯光等都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
A
解答：
该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。在电流作用下,基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红色光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红色光,故A项正确。
焰色试验中一些金属元素呈现不同焰色的原因是什么？
焰色反应是电子跃迁的结果
基态原子
激发态原子
基态原子
吸收能量
释放能量
下图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
D
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)不同能层中s能级能量相同。( )
(2)s能级的能量一定比p能级的低。( )
(3)在原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。( )
(4)电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱。( )
(5)无论原子种类是否相同,基态原子的能量总是低于激发态原子的能量。( )
(6)3p3表示3p能级只能填充3个电子。( )
(7)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍。( )
×
×
×
×
×
×
√
下列关于同一原子中的基态和激发态的说法中,正确的是 ( )
A.基态时的能量比激发态时高
B.激发态时比较稳定
C.电子从基态跃迁到激发态时不会产生原子光谱
D.由基态转化为激发态的过程中吸收能量
D
第1课时 能层 能级 基态 激发态 原子光谱
选修3 物质结构与性质
第1章 原子结构与性质
学习目标
1.了解核外电子的运动状态,知道原子核外电子的能层分布、能级分布及其能量的关系。
2.了解电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续),知道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.结合原子结构模型能论证证据与模型建立及其发展之间的关系。
一、原子的诞生
宇宙中最丰富的元素是氢。地球上的元素大多数是金属,
非金属元素(包括稀有气体元素)仅24种。
地壳中含量在前五位：O、Si、Al、Fe、Ca
原子的认识过程
古希腊哲学家留基伯和德谟克立特
原子：源自古希腊语Atom，
不可再分的微粒
1803年 道尔顿（英）
原子是微小的不可分割的实心球体
1897年，英国科学家汤姆生
枣糕模型
1911年，英国物理学家卢瑟福
电子绕核旋转的原子结构模型
1913年，丹麦科学家玻尔——行星轨道的原子结构模型
1926年，奥地利物理学家薛定谔等 以量子力学为基础提出电子云模型
具有相同核电荷数的一类原子的总称
含有一定数目质子和中子的一种原子
质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原子
元素：
核素：
同位素：
温顾而知新
原子
原子核
核外电子(-)
质子(+)
中子(不带电）
温顾而知新
X
A
Z
原子序数 =核内质子数=核外电子数= 核电荷数
质量数A= 质子数Z+ 中子数N
(1)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子;
(2)原子最外层电子不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个);
(3)次外层电子不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个),
倒数第三层电子不能超过32个;
(4)核外电子总是尽量先排布在能量最低的电子层,
然后由里向外依次排布在能量逐步升高的电子层。
2.核外电子排布的一般规律
1.能层
多电子原子的核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异可以将电子分成不同的能层,用符号K、L、M、N、O、P、Q分别表示相应的1~7能层。
能层数=电子层数
一、能层与能级
2.能级
(1)意义:根据多电子原子中同一能层电子能量不同,将它们分成不同的能级。
(2)符号:在每一能层中,能级符号分别为ns、np、nd、nf……,
其中n代表能层。
各能层的能级数=能层序数
a.任一能层的能级总是从s开始。
b.能级符号前面用数字表示能层序数。
下列“能层—能级”的对应关系中,能层不包含相应能级的是( )A.O—s B.L—p C.M—f D.N—d
C
能层 K L M N 能级
最多电子数
每一能层最多容纳的电子数 s、p、d、f……各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层序数)。
不同能层中相同字母代号的能级所容纳的最多电子数相同。
能量关系
EK﹤EL ﹤ EM ﹤ EN
Ens﹤Enp ﹤ End ﹤ Enf
Ens﹤E(n+1) s ﹤ E(n+2) s ﹤ E(n+3) s
E2px=E2py = E2pz
下列有关认识正确的是( )
A.各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序
依次为1、3、5、7……的二倍
B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C.各能层含有的能级数为n-1
D.各能层含有的电子数为2n2
A
下列有关能层和能级的叙述中正确的是( )
A.M能层共有s、p 2个能级,最多能容纳8个电子
B.3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多容纳7个电子
C.无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2
D.任一能层都有s、p能级,但不一定有d能级
C
原子核外P能层和p能级可容纳的最多电子数分别为 ( )
A.32和2 B.50和6 C.72和6 D.86和10
C
下列能级中可容纳电子数最多的是( )
A.6s B.4p C.3d D.4f
D
二、基态、激发态与光谱
1.基态原子与激发态原子
激发态
K
L
M
N
基态
基态原子吸收能量，电子会发生跃迁，原子处于比基态能量高的状态，形成激发态原子。
当电子从较高能量的状态跃迁至较低能量的状态，乃至基态时，会释放能量。
吸收能量
吸收光谱
释放能量
发射光谱
2.光谱与光谱分析
(1)光谱形成原因
不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类
(3)光谱分析
在现代化学中,利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
锂、氦、汞的吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱
思考1：吸收光谱和发射光谱有何特点？
思考2：如何解释暗线和亮线位置一样？
亮背景+暗线
暗背景+亮线
亮线和暗线位置一样
电子从ni-nj两个壳层跃迁时，吸收和发射的能量一样
分析霓虹灯发光的原理
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跃迁到能量较高的能级，而处在能量较高能级上的电子很快以光的形式释放能量跃迁回能量较低的能级，该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段。
我们见到的可见光，如焰火、霓虹灯、激光、荧光、LED灯光等都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
A
解答：
该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。在电流作用下,基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红色光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红色光,故A项正确。
焰色试验中一些金属元素呈现不同焰色的原因是什么？
焰色反应是电子跃迁的结果
基态原子
激发态原子
基态原子
吸收能量
释放能量
下图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
D
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)不同能层中s能级能量相同。( )
(2)s能级的能量一定比p能级的低。( )
(3)在原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。( )
(4)电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱。( )
(5)无论原子种类是否相同,基态原子的能量总是低于激发态原子的能量。( )
(6)3p3表示3p能级只能填充3个电子。( )
(7)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍。( )
×
×
×
×
×
×
√
下列关于同一原子中的基态和激发态的说法中,正确的是 ( )
A.基态时的能量比激发态时高
B.激发态时比较稳定
C.电子从基态跃迁到激发态时不会产生原子光谱
D.由基态转化为激发态的过程中吸收能量
D