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第1课时 能层与能级 基态与激发态
第一章 原子结构与性质
第一节　原子结构
学习目标
通过认识原子结构和电子排布理解能层和能级的关系。
通过核外电子能量不同分析、理解基态与激发态的含义。
3. 能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。
1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期表
1920年，丹麦科学家波尔提出了构造原理
开启了用原子结构解释元素周期律的篇章
波尔的“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
导入
原子结构探索历程
原子结构模型的演变史
道尔顿模型(1803年)
汤姆孙原子
模型(1904年)
卢瑟福原子
模型(1911年)
玻尔原子模型(1913年)
电子云模型
(1926－1935年)
“葡萄干面包式”
“实心球”
“行星式”
“量子化轨道”
“现代电子云”
知识回顾
1、结合所学，请画出钠原子原子结构示意图，谈谈你对原子结构的认识。
Na:
原子
原子核
核外电子(-)
质子(+)
中子(不带电)
核电荷数= 核内质子数= 核外电子数
质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N)
2、核外电子运动特点和排布规律是什么？
核外电子是_______排布的（K、L、M、O、P、Q）
离核较近的电子，能量_______，离核较远的电子，能量_______
分层
较低
较高
3. 核外电子排布的一般规律
(1)先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由内向外。
(2)每一层最多容纳电子数：2n2个。
(3)最外层电子数不超过8个（K层为最外层不超过2个）
(4)次外层电子数不超过18个。
(5)倒数第三层不超过32个。
“一低四不超”
1、下列说法正确的是 （ ）
A、某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子
B、最外层达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C、F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子
D、NH4+与H3O+具有相同的质子数和电子数
C D
一、 能层与能级
1.能层
(1)核外电子按 不同分成能层(电子层)。
能量
(2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数 。
能层 一 二 三 四 五 六 七
符号 K　 L　 M　 N　 O P Q
最多电子数 　
2
2×12
8
2×22　
18
2×32
32
2×42
50
2×52
72
2×62
98
2×72
2n2
不是真实存在的，只是为了研究方便假设的
电子层
(3)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.能级
(1)在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能 ，还可以把它们分成 。
不同
能级
能层是楼层，能级是楼梯的阶梯
(电子亚层)
(2)符号 ：任一能层的能级都是从 s 能级开始，依次称p、d、f、g能级……
在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf......(n为能层序数)。
能级数=该能层序数
第一能层有__个能级，即____
第二能层有__个能级，即_______
1s
2s、2p
1
2
能层 K L M N O
能级 …
最多容纳电子 …
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
2
2
6
2
6
10
2
6
14
10
2
6
2
8
18
32
2n2
(3)表示方法及各能级最多容纳的电子数
每一能层最多可容纳2n2个电子，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（轨道数）……的二倍
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 (注：本书只要求到f能级。)
2n2
能级数=能层序数（n）
2、6、10、14
相同，都是10个
50
s-2，p-6，d-10，f-14 ...
小结：
1、在每一能层中，能级符号的顺序是：ns、 np、nd、nf…(n代表能层)
2、任一能层的能级总的从s能级开始:能级数=该能层序数
5、不同能层中，能级的能量高低是 1s<2s<3s<4s….
3、各能级所在能层的取值，不同能层中相同能级所能容纳的最多电子数相同。
ns(n≥1)
np(n≥2)
nd(n≥3)
nf(n≥4)
4、每一能层最多可容纳2n2个电子，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
2p<3p<4p…
6、在同一能层中，能级的能量高低是 ns[微自测]
×
√
√
√
×
×
×
2.第三电子层含有的轨道数为( )
A、3 B、5 C、7 D、9
3.下列不符合事实的是（ ）
A、4s2 B、2p3 C、3d8 D、3f14
4.下列各能层不包含d能级的是（ ）
A、O能层 B、P能层 C、M能层 D、K能层
5.某一能层上nd能级最多能容纳的电子数为（ ）
A、6 B、10 C、14 D、15
B
D
D
D
最低能量
较高
吸收
释放
二、基态与激发态 原子光谱
1.基态与激发态原子
特别提醒
电子的跃迁是物理变化(未发生电子得失)。
光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。
生活中，我们看到的许多可见光，都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
生活中：与电子跃迁有关的现象
焰火
霓虹灯光
激光
荧光
LED灯光
2.原子光谱
(1)原子光谱:不同元素的原子，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
吸收的光和释放的光频率相同
Li
He
Hg
(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。
(2)原子光谱的成因与分类
基态原子
激发态原子
吸收能量
释放能量
发射光谱
吸收光谱
能量较高
能量最低
2、光谱与光谱分析
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
光
能量
能量
基态
激发态
(1)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
(2)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED 灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。
（4）原子光谱的应用
①发现新元素
He 氦
如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。
1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。
金属的焰色试验中，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，焰色反应发生的过程：
②检验元素
③生产生活
烟火
霓虹灯
基态原子中的电子吸收能量，能量较低的电子发生跃迁,从基态变为
激发态。随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态
乃至基态，便以光(辐射)的形式释放能量，形成不同的焰色。
发射光谱
[微自测]
1.下列关于同一原子中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.由基态转化为激发态过程中吸收能量
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光
2.当碳原子核外一个电子由2s能级跃迁到2p能级时，下列说法正确的是（ ）
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.该过程将产生发射光谱
D.碳原子要向外界环境释放能量
C
A
3.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（　　）
A. 在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
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. 电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
4.下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )
A.激光 B.焰色试验 C.燃烧放热 D.霓虹灯
D
C
能层与能级
基态与激发态
含义
表示方法
能量关系
基态原子与激发态原子
子基态、激发态相互间转化的能量变化
生活中：与电子跃迁有关的现象
光谱的成因及分类
应用
原子光谱
能层、能级与最多容纳的电子数
第一节
原子的结构与性质
第1课时

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