1.1.1 能层与能级 课件 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

选择性必修2第一章

原子结构与性质第一节

原子结构第一课时宇宙大爆炸大爆炸后两小时，诞生了大量的H、少量的He及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。原子的来源原子”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。

学习

目标第1课时

能层与能级PART01PART02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。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。PART03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。19世纪初道尔顿近代原子学说1920年玻尔构造原理马德隆完整的构造原理1936年以原子光谱为事实依据人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。随着现代科学技术的发展，我们现在所学习的科学理论，还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入和发展。原子结构的探索历史实心球原子模型电子分层排布电子云电子分层排布即从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入外“壳层”的顺序，由此开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。5年后，玻尔的“壳层”落实为“能层”原子核与“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。不同时期的原子结构模型时间或年代1803年1903年1911年1913年20世纪20年代中期原子结构模型模型名称

相关科学家道尔顿葡萄干布丁模型汤姆孙核式模型卢瑟福电子分层排布模型玻尔量子力学模型实心球原子模型薛定谔原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成；含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动：核外电子是分层排布的;多电子原子中，电子的能量不同，离核越远的电子能量越高。离核远近：近远

能量高低：低高知识回顾核外电子按能量不同分成能层。（K、L、M、N、O、P、Q等）能层一二三四五六七n符号KLMNOPQ-----最多电子数2818325072982n2①每一层最多容纳的电子数：2n2个。②最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个。一、能层与能级1.能层2.数量规律:

3.能量规律:能层的高低顺序为

E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)

原子核外电子总是可能排布在能量较低的电子层上，然后由内向外依次

排布在能量逐渐升高的电子层。多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同。

还可以把一个能层分为不同能级。科学家据此进一步完善玻尔模型。

将所谓的“壳层”由“能层”落实为“能层”中的“能级”。思考：什么是能级？

(1)

多电子原子的同一能层电子的能量不同，分为不同的能级。(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。2.能级3.能层与能级的关系能层一二三四五KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…最多电子数226261026101426…③不同能层中符号相同的能级所容纳的最多电子数相同。如1s、2s能级最多都只能容

纳2个电子。②以s、p、d、f.....排序的每个能级最多可容纳的电子数依次为自然数1、3、5、

7……的2倍。每一能层中最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。①任一能层的能级总是从s能级开始，能级数=该能层序数。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。相同能层ns＜np＜nd＜nf符号相同的能级1s＜2s＜3s＜4s不同能级不同能层能层或能级的能量关系多电子原子中：E(ns)＜

E(np)＜E(nd)＜E(nf)

2、第五能层最多可以容纳多少个电子？分别容纳在哪些能级中？各能级最多容纳多少个电子？思考交流

1、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?2.6.10.14相同2n2=50s-2，p-6，d-10，f-14，

更高能级-18练习1：判断正误1.核外电子是分层运动的（）2.能层就是电子层（）2.同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同（）3.不同能层的s能级能量相同（）4.S能级的能量一定比p能级的低（）5.各能层含有的能级数为n-1（）6.各能层都是从s能级开始至f能级结束（）7.同一原子中同一能层中的电子所具有的能量相同（）8.各能层含有的电子数为2n2

（）

如：1s,2s

相等4s>2p只有第四能层

最多练习2.下列能层中，包含f能级的是(

)A．K能层B．L能层C．M能层D．N能层练习3.下列能级符号正确的是(

)A.6sB.2dC.3f

D.1pDA练习4、下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列。(1)EK、EN、EL、EM：

(2)E3s、E2s、E4s、E1s：(3)E4s、E4d、E4p、E4f：EK＜EL＜EM＜ENE1s＜E2s＜E3s＜E4sE4s＜E4p＜E4d＜E4f练习4.按能量由低到高的顺序排列,正确的一组(

)A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.3p、3d、4s、4p答案C解析电子能量的高低主要由能层和能级决定。当能级符号相同时,能层序数越大,能量越高,例如E1s<E2s<E3s;E2p<E3p<E4p。当能层序数相同时,能量顺序为ns<np<nd<nf,如E3s<E3p<E3d。能级和能层都不相同时,根据构造原理判断,如D项中各能级能量由低到高顺序为3p、4s、3d、4p。小结:能层、能级与最多容纳的电子数、能量之间的相互关系能层(n)一二三四五六七…符号KLMNOPQ…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容纳电子数22626102610142…………28183250……每一能层最多可容纳的电子数是2n2离核远近由近到远不同能层能量逐渐增大同一能层各能级的能量逐渐增大基态与激发态

原子光谱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1.基态原子2.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二、基态与激发态

原子光谱注意：1.电子的跃迁是物理变化（未发生电子转移）2.一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2

表示基

态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子（电子数不变）

3.激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。基态与激发态相互转化的应用焰色反应激光笔LED灯装饰的建筑夜景焰色反应LED灯装饰的建筑夜景光谱与可见光光谱光谱：按照一定能量次序排列的光带。可见光光谱：可以被人眼观察的光带。研究原子结构的方法——原子光谱紫外波长λ/nm红外用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱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。吸收光谱特征:亮背景，暗线，线状不连续3.原子光谱发射光谱特征:暗背景，亮线，

线状不连续LiHeHg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氦原子光谱的应用思考：钠与钾产生焰色及焰色不同的原因当碱金属及其化合物在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式释放，而释放的光的波长在可见光范围内，因而能使火焰呈现颜色。钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量的变化不同，则放出的光的波长不同，所以产生的焰色也就不同。下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_______是原子由基态转化为激发态时的吸收光谱，图_______是原子由激发态转化为基态时的发射光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。①③⑤②④⑥课堂练习[例3]下列现象和应用与电子跃迁无关的是(

)A.激光