化学选择性必修2第一节 原子结构优秀课件ppt

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1.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。 2.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，强化“结构决定性质”的观念。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。
璀璨夺目的烟花焰火给节日带来了喜庆的气氛，这些焰火光柱的形成与原子核外电子的跃迁有关，原子的结构是怎样的?焰火光是怎样形成的，通过今天的探究，我们就能解决这个问题。
任务一：了解原子结构的发展史
学生活动：阅读教材P6第一自然段，总结原子结构发展史
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，丹麦科学家波尔在他提出的氢原子模型基础上，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，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，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。
1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律
1920年丹麦科学家波尔提出了构造原理，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
开启了用原子结构解释元素周期律的篇章
1925年波尔 的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释
1936年马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理
2、电子层的表达方法？填表
1、原子的组成与结构是怎样的？
3、核外电子排布的一般规律？
（1）能量最低原理：核外电子总是先排布在能量较低的电子层 里，然后由内向外，依次排布在能量逐渐 升高的电子层
（2）四不超：①每层最多容纳电子数为2n2 ②最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个电子）③次外层不超过18个电子④倒数第三层不超过32个电子
任务二：探究能层的相关知识
学生活动：阅读教材P6第二自然段及表格，回答以下问题：
2、能层的符号，从内到依次为？
3、每个能层最多容纳的电子数，从内到外依次为？
4、能层与电子层的关系？
5、能层与电子能量的关系？
2、能层的符号： 从内到依次为：
3、每个能层最多容纳的电子数： 从内到外依次为：
4、能层与电子层的关系：
核外电子按能量不同分成能层
K L M N O P Q
2 8 18 32 50 72 98
能层相当于必修教材中的电子层
5、能层与电子能量的关系：
能层越高，电子的能量越高
任务三：探究能级的相关知识
学生活动：阅读教材P7第一、二自然段及下列表格，回答以下问题：
2、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?
3、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？
4、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。)
2、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:
3、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:
4、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?
s-2，p-6，d-10，f-14，g-18
同一能层的电子，还被分成不同的能级。
能层与能级的有关规律小结：
（1）能级的个数 所在能层的能层序数
（2）能级的字母代号是 ，字母前的数字代表 ，每个能级最多容纳的电子数分别为 。
（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数 。（填“相同”或“不同”）
（4）每一能层最多容纳的电子数为 。
（5）f能级的从第 能层开始，d能级从第 能层开始
s-2、p-6、d-10、f-14
能级能量大小的判断方法：
①先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；
再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)②不同能层中的同一能级，能层序数越大，能量越高。
例如：E(1s)< E(2s)③不同原子的同一能层的同一能级的能量大小也不同。
例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量
【典例1】在L能层中，能级数目为（ ） A.1 B.2 C.8 D.3
知识点一考查：能级的个数=所在能层的能层序数
【解析】根据能级的个数=所在能层的能层序数，L能层是第二能层,能层数为2,所以能级数也为2。B项正确。
【典例2】符号为M的能层所含的能级有（ ） A.2种 B.3种 C.8种 D.18种
【解析】根据能级的个数=所在能层的能层序数，M能层是第三能层,能层数为3,所以能级数也为3。B项正确。
知识点二：能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍；f 能级的从第4能层开始，d 能级从第3能层开始；每一能层最多容纳的电子数为 2n2
【典例1】(不定项)下列能级符号不正确的是（ ） A.4s B. 5p C. 2d D.3f
【解析】s能级从第1能层开始, p能级从第2能层开始,d能级从第3能层开始, f能级从第4能层开始。因此,不存在2d和3f能级。CD项不正确。
【典例2】某一能层上nd能级最多所能容纳的电子数为( ) A.6 B.10 C.14 D.15
【解析】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…的两倍，故B正确。B项正确。
【典例3】下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从 少到多的顺序排列的是（ ） A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f
【解析】A中，s能级最多容纳电子数为2个，2p能级最多容纳电子数为6个，3d能级最多容纳电子数为10个，故A项正确;B中的s能级最多容纳电子数为两个，所以B中三个s能级都是容纳两个电子； C中没有2d能级。D中没有3f能级。A项正确。
【典例4】下列有关认识正确的是（ ） A.各能层的能级数按顺序分别为1、2、3、4 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
【解析】各能层的能级数按顺序分别为1、2、3、4…,A项正确；各能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，因此第一能层只有s能级，第二能层有s、p能级，依次类推，B项错误；由B项分析可知，各能层含有的能级数为n,C项错误；各能层含有的电子数最多为2n2,可以不排满，D项错误。A项正确。
知识点三：一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)【典例1】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.离核最远的电子能量最高 C.p能级电子能量一定高于s能级电子能量 D.在离核最近的区域内运动的电子能量最低
【解析】一般情况下，能层序数越大，能量越高。离核最远的，最易失去的电子都是处在能层序数大的位置，所以能量高；离核近的电子处在能层序数小的位置，所以能量低，故ABD都正确。p能级与s能级如果处在同一能层，p能级电子能量一定高于s能级电子能量，若不在同一能层，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，C项不正确。
【典例2】下列叙述正确的是（ ） A.能级就是电子层 B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2 C.同一能层中的不同能级的能量高低相同 D.不同能层中的s能级的能量高低相同
【解析】 能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的能级，故A错误；每个能层最多可容纳的电子数是2n2,故B正确；同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高，故C错误；不同能层中的s能级的能量不同，能层越大，s能级的能量越高，例如：E(1s)1、能层与能级的有关规律
2、能级能量大小的判断方法
基态与激发态 原子光谱
任务一：探究基态与激发态的相关知识
学生活动：阅读教材P7第三、四自然段，回答以下问题：
2、激发态原子的定义？
3、基态与激发态的关系？
6、电子跃迁释放能量的重要形式，列举生活中的实例？
4、电子跃迁的形式，有哪几种？
5、电子跃迁和原子得失电子是物理变化还是化学变化？
3、基态与激发态的关系：
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
(电子跃迁到较高能级)
电子可以从基态跃迁到激发态，吸收能量；相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，释放能量。
电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子发生的是化学变化。
焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光
任务二：探究原子光谱的相关知识
学生活动：阅读教材P8第一自然段和图1-4，回答以下问题：
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。
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
例如：铯(1860年)和铷(1861年),其光谱图中有特征的蓝光和红光，它们的拉丁文名称由此得名。又如，稀有气体氦的原意是“太阳元素”,是1868年分析太阳光谱发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。
任务三：探究原子光谱的形成原因
学生活动：小组讨论，探究原子光谱的成因，到黑板展示讨论结果
（提示：结合基态、激发态、电子跃迁等知识，分小组讨论吸收光谱和发射光谱的形成原因，可以用图示的方式表示出来）
【典例1】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.缓慢氧化放热 D.霓虹灯
【解析】 电子跃迁本质上是组成物质的粒子(原子、离子或分子)中电子的一种能量变化，如激光、焰色试验、霓虹灯都与电子跃迁有关。激光与电子跃迁有关，故A错误；当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，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，但处于能量高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放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故B错误；缓慢氧化放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，故C正确；霓虹灯的各色的光是原子核外电子发生能级跃迁的结果，与电子跃迁有关，故D错误。答案：C
【典例2】元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的( ) A.红外光谱 B.质谱 C.原子光谱 D.核磁共振谱
【解析】原子光谱是用来发现新元素和鉴定元素种类的。答案：C
【典例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
【解析】在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，A项正确。答案：A
【典例4】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
【解析】能量E(3d)能层的符号表示、最多容纳电子数、电子能量高低
原子光谱的定义、形成原因、分类、应用，光谱分析的定义
基态与激发态的定义、关系，电子跃迁
能级能量大小的判断方法