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(共21张PPT)
第一节 原子结构　
第1课时 能层和能级 基态与激发态 原子光谱
人教版选择性必修2
学习目标
1．认识核外电子的运动特点，知道电子运动的能量状态具有量子化特征，电子处于不同能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。
2．探究微观中电子跃迁与光形成的关系，从而更好地理解原子光谱、能层能级与电子跃迁及光产生的原因。
学习目标
1．充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程，培养学生“科学探究与科学精神”的学科素养。
2．通过学习原子结构、电子运动等内容，培养学生“宏观辨识和微观探析”的学科素养。
3．通过宏观上对光的理解和感知。探究微观中电子跃迁与光形成的关系，从而更好地理解原子光谱、能层能级与电子跃迁及光产生的原因。
素养目标
情境引入
“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。
教学过程
一、原子结构模型的演变
教学过程
1．道尔顿原子模型（1803年）：原子是组成物质的基本的粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
2．汤姆生原子模型（1904年）：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
3．卢瑟福原子模型 （1911年）：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
4．玻尔原子模型 （1913年）：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
5．电子云模型 （1927年—1935年）：现代物质结构学说。
教学过程
1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表
1920年，丹麦科学家玻尔提出了构造原理
开启了用原子结构解释元素周期律的篇章
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
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理论
原子结构的研究
教学过程
二、能层与能级
1.能层：在多电子原子中，核外电子能量不同，按照核外电子的能量不同分成能层。（强调电子的能量差异）
电子层数 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
最多容纳电子数 2 8 18 32 50 72 98
能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为
E(K)教学过程
2.能级：同一能层的电子，能量也可能不同，还可分成不同能级符号为：s、p、d、f...
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 …
如果能层是楼层，能级是楼层的阶级
1×2
3×2
5×2
7×2
教学过程
思考与讨论
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
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？
能级数=该能层序数 2n2
自然数中奇数序列1,3,5,7...的2倍 相同
50个电子 5个能级 2 6 10 14 18
教学过程
小结：
(1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2 个(n为能层序数)。
例如，K层最多容纳2个电子；L层最多容纳8个电子；M层最多容纳18个电子；N层最多容纳32个电子……
(2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… (n代表能层)。
(3)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。
(4)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
(5)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。
例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳2个电子。
教学过程
二、基态与激发态 原子光谱
1.基态与激发态：处于最低能量状态的原子叫做基态原子。基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。
例如，电子可以从1s跃迁到2s、3s……相反，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。
教学过程
在日常生活中，我们看到的许多可见光，如火、霓虹灯光、激光、荧光、ED灯光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
节日燃放的焰火与电子跃迁有关
激光笔
LED灯装饰的建筑夜景
教学过程
二、基态与激发态 原子光谱
2.原子光谱：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吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱
教学过程
3.光谱分析：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。
氢原子光谱测定示意图和氢原子的光谱图
自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出了原子学说，人类对原子结构的认识就不断深入、发展，并通过实验事实不断完善对原子结构的认识。下列关于原子结构模型的说法中，正确的是(　　)
A．道尔顿的原子结构模型将原子看作实心球，故不能解释任何问题
B．汤姆孙“葡萄干布丁”原子结构模型成功解释了原子中的正负粒子是可以稳定共存的
C．卢瑟福核式原子结构模型指出了原子核和核外电子的质量关系、电性关系及占有体积的关系
D．玻尔电子分层排布原子结构模型引入了量子化的概念，能够成功解释所有的原子光谱
典例1．
【答案】C　
课堂练习
下列有关说法正确的是(　　)
A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
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
典例2．
【答案】A　
课堂练习
下列有关电子层和能级的叙述中正确的是(　　)
A．M电子层有s、p共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．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2
D．每个电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
典例3．
【答案】C　
课堂练习
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
典例4．
【答案】A　
课堂练习
课堂小结
课后小任务
感 谢 倾 听　

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