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(共34张PPT)
第一节 原子结构
第1课时 能层与能级、
基态与激发态、原子光谱
构造原理与电子排布式
第一章 原子结构与性质
学习目标
1、知道电子运动的能量状态具有量子化的特征，能从电子跃迁角度初步解释原子光谱的形成。
2、进一步认识原子核外电子的分层排布，知道原子核外电子的能级分布及其能量关系。
3、了解原子核外电子的构造原理，能写出1~36号元素基态原子的电子排布式，增强证据推理意识。
原子论
道尔顿 1803
汤姆逊
质子-电子模型 1897
卢瑟福
有核模型 1911
ATOM
温故知新
“实心球”
“葡萄干面包”
“行星绕日”
“分层运动”
温故知新
温故知新
原子内部
电子
原子核
轨道
按距核远近划分壳层 —— 能层(电子层)
n = 1 2 3 4 5 6 7
n越大，离核距离越远
K L M N O P Q
符号
电子能量越高
不同能层的能量的变化不连续，是量子化的
能层与能级
能层与能级
能层 一 二 三 四 五 六 七
符号 K L M N O P Q
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
能层 K L M N Q 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 …
核外电子按能量不同分成能层
同一能层的电子，还被分成不同能级
3.不同能层相同能级—能量高低由n决定，如:E1sE2pE3d2.多电子原子中，同一能层各能级—按s、p、d、f 顺序递增，如: Ens能层与能级
1.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)
能层与能级
（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？他们分别容纳在几个能级中？各能级最多容纳多少个电子？（只要求到f能级）
思考与讨论
能层的能级数与能层序数(n)间存在的关系
能层与能级
能层n(电子层) 1 2 3 4 5 6 7
符号 K L M N O P Q
包含能级 (电子亚层)
能级表示方法
s
s、p
s、p、d
s、p、
d、f
s、p、
d、f …
s、p、
d、f …
s、p、
d、f …
1s
2s、2p
3s、3p、
3d
4s、4p、4d、4f
…
…
…
能级数等于该能层序数
能层与能级
包含能级 (电子亚层) s p d f
轨道数
能容纳电子数
7
1
3
5
7 2
1 2
3 2
5 2
n = 1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同
第五能层最多可容纳电子的排布
能层与能级
包含能级(电子亚层) 轨道数 能级容纳的电子数
1s2
5s25p65d105f145g18
2s22p6
3s23p63d10
4s24p64d104f14
s
p
d
f
g
1
3
5
7
9
9 2
1 2
3 2
5 2
7 2
n = 1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
50
2n2
(1)能量规律
①多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能层。
②在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。
(2)数量规律
①每一个能层(电子层)中最多容纳电子数为2n2。
②每一个轨道最多容纳2个电子，所以每个能层所含的轨道总数为n2。
能层与能级
规律方法　
基态与激发态
节日里燃放的焰火
激光的产生
基态与激发态
1、能量最低原理
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
2、基态原子
处于最低能量状态的原子叫做基态原子。
能量的量子化
位置和能量是连续的
基态与激发态
位置和能量是连续的
E
位置和能量是不连续的
E1
E2
E3
E4
基态与激发态
能量的量子化
激发态
K
L
M
N
能量
基态与激发态
能量
K
L
M
N
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
光是电子跃迁释放能量的重要形式之一
基态与激发态
激发态能级
基态能级
E0
E1
E2
E3
En
吸收光谱
发射光谱
原子光谱形成示意图
(电子跃迁到较高能级)
原子
处于最低能量
基态原子
能量
处于较高能量
激发态原子
能量
吸收
释放
基态与激发态
不同原子的电子发生跃迁时可以吸收不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子吸收光谱。
锂、氦、汞的吸收光谱
原子光谱与光谱分析
不同原子的电子发生跃迁时可以发射不同的光，用光谱仪可以摄取各种原子的发射光谱。
锂、氦、汞的发射光谱
原子光谱与光谱分析
Li 、He 、Hg 的发射光谱和吸收光谱
各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
原子光谱与光谱分析
原子光谱的应用 —— 发现新元素
He 氦
原子光谱与光谱分析
原子光谱的应用 —— 检验元素
不同元素的焰色试验
原子光谱与光谱分析
(1)光谱形成原因
不同元素的原子发生_____时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类
根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_________和_________，总称__________。
(3)光谱分析
在现代化学中，利用________上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
跃迁
吸收光谱
发射光谱
原子光谱
原子光谱
原子光谱与光谱分析
构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数的递增，新增电子填入基态原子的能级顺序。
构造原理示意图
构造原理规律： 1s；2s 2p；3s 3p；4s 3d 4p；5s 4d 5p；6s 4f 5d 6p；7s 5f 6d
构造原理规律： ns (n-2)f (n-1)d np
能级交错： 3p 4s 3d
H以外的多电子原子核外电子的排布如何进行？
Q
P
O
N
M
L
K
构造原理与电子排布式
1s1 →1s2 → 1s22s1 → 1s22s2 → 1s22s22p1 → 1s22s22p2
氢 氦 锂 铍 硼 碳
电子排布式的书写
电子排布式：用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。
能级
能层
能级上的电子数
1s22s22p63s23p63d14s2
1s22s22p63s23p64s23d1
填充顺序：以构造原理为指导
书写顺序：能层序数从低到高
21号钪（Sc）的基态原子电子排布式：
20号钙（Ca）的基态原子电子排布式：
1s22s22p63s23p64s2
构造原理与电子排布式
能层低的能级写在左边
能级交错:
随着核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d →4s的顺序填充的。
构造原理与电子排布式
24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
K L M N
电子排布式
KLMN
原子结构示意图
构造理论是一个思维模型，是个假想过程。
有些过渡金属的基态原子的电子排布不符合构造理论。
或 [Ar]3d54s1
半充满
全充满
29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
或 [Ar]3d104s1
方括号：内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号的形式表示
构造原理与电子排布式
电子排布式
He：1s2
Ne：1s22s22p6
Ar：1s22s22p63s23p6
Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6
Xe：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
Rn：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
Og：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p6
稀有气体基态原子的最外层电子排布
构造原理与电子排布式
最外层电子排布通式：ns2np6
电子排布式规律总结
构造原理与电子排布式
按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。可以把内层电子达到稀有气体结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示
出现能级交错的电子排布式，应先按能量从低到高排列，然后将同一能层的电子移到一起
当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定
基态原子
能量
激发态原子
能量
吸收
释放
符号
1
K L
M
N P
包含能级
(电子亚层)
s
s、p
s、p、d、f …
s、p、d、f …
s、p、d、f …
4
5
吸收光谱
发射光谱
构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数的递增，新增电子填入基态原子的能级顺序。
课堂小结
谢 谢

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