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第一章第一节 原子结构
第1课时 能层与能级　基态与激发
选择性必修二
学习目标
第一部分
通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系
01
02
03
理解基态与激发态的含义与关系
能辨识光谱与电子跃迁之间的关系
情景引入
第一部分
1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律。
半个世纪后的1920年，丹麦科学家玻尔在他提出的氢原子模型(1913年)基础上,提出构造原理，即从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入原子核外“壳层”的顺序，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”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。
到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。
教学过程
第一部分
一、能层与能级
1.能层
①划分依据：根据能量不同，将核外电子分成不同的能层。能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)
②表示方法：电子的能层由内而外排序，序号等如下：
能层 一 二 三 四 五 六
符号 K L M N O ...
最多电子数 2 8 18 32 50 ...
教学过程
第一部分
一、能层与能级
2.能级
①含义：再多电子的原子中，同一能层的电子的能量也可能不同，将不同能量的电子分成不同的能级。
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，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
教学过程
第一部分
3.能层、能级与最多容纳的电子数
能层(n) 一 二 三 四 五 六 ……
符号 K L M N O P ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … …… ……
最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … …… ……
2 8 18 32 …… …… 2n2
由上表可知：能层序数等于该能层所包含的能级数；每一能层最多可容纳的电子数是2n2
思考与讨论
第一部分
(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客纳多少个电子
3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同
一个能层的能级数等于能层序数，即M能层有3个能级，分别为s、p、d。一个能层最多能容纳的电子数为2n2
能级最多能容纳电子数分别为2、6、10、14；
相同
思考与讨论
第一部分
(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 (注:本书只要求到f能级)
50个
5个能级中
5个能级由低到高最多能容纳的电子数分别为：
2、 6、 10、 14、 18
判断正误
第一部分
(1)2d表示L层上的d能级 (　　)
(2)同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 (　　)
(3)各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 (　　)
(4)4s、4p、4d、4f能量的高低顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f) (　　)
(5)3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数不相同 (　　)
×
×
×
×
√
理解应用
第一部分
1．某一能层上nd能级最多可容纳的电子数为(　　)
A．6 B．10
C．14 D．15
2．若能层序数n＝3，则下列能级符号错误的是(　　)
A．ns B．np
C．nd D．nf
B
D
教学过程
第一部分
一、基态与激发态 原子光谱
1.基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。激发态原子可以释放能量跃迁到基态。
2.原子光谱
(1)含义：不同元素原子的电子发生跃迁时，会吸收或释放不同的光（光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一），可以用光谱仪摄取各种原子的吸收光谱和发射光谱，总称原子光谱
教学过程
第一部分
填空：
吸收光谱
发射光谱
(2)光谱分析：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。
判断正误
第一部分
(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　)
(2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　)
(3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　)
(4)电子跃迁时只吸收能量(　　)
(5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　)
(6)激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性(　　)
√
×
√
√
×
×
理解应用
第一部分
1．下列关于同一种原子的基态和激发态的说法正确的是(　　)
A．基态时的能量比激发态时高
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
2．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取(　　)
A．电子的运动轨迹图像 B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像 D．原子的发射光谱
C
D
随堂演练
随堂演练
第一部分
C
1．下列能级符号表示正确且容纳的最多电子数按照从少到多的顺序排列的是(　　)
A．2s、2p、2d B．1s、2s、3s
C．1s、2p、3d D．3p、3d、3f
随堂演练
第一部分
C
2．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是
(　　)
A．最易失去的电子能量最高
B．同一个能层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
C．L层电子的能量比K层电子的能量低
D．在离核最近的区域内运动的电子能量最低
理解应用
第一部分
3．下列现象或应用与基态钠原子的电子跃迁无关的是(　　)
A．Na焰色试验
B．熔融NaCl导电
C．钠的原子光谱
D．高压钠灯
B
理解应用
第一部分
4．下列有关光谱的说法不正确的是(　　)
A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因
B．电子由低能级跃迁至较高能级时，可直接摄取原子的发射光谱
C．燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子跃迁有关
D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
B
理解应用
第一部分
5(1)用符号填写能层所含能级种类：
K层：________；L层：________；
M层：________；N层：________。
(2)用数字填写能级所能容纳的最多电子数目：
s：________；p：________；d：________；f：________。
(3)比较下列能级的能量高低(填“<”“＝”或“>”)。
①E(4s)________E(3s)________E(2s)__________E(1s)；
②E(4f)________E(4d)________E(4p)__________E(4s)；
③E(1s)________E(2p)________E(3d)__________E(4f)。
(1)K:1s　
L:2s、2p　
M:3s、3p、3d　
N:4s、4p、4d、4f
(2)2　6　10　14
(3)①>　>　>　
②>　>　>　
③<　<　<
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