第一節

原子結構

課時1原子結構和原子光譜第一章原子結構與性質1803年道爾頓1904年1911年1913年1926～1935年湯姆孫盧瑟福波爾薛定諤提出原子確認電子實心球模型葡萄干面包模型行星式模型分層模型現代電子云模型

提出電子分層運動

提出電子沒有確定軌道確認原子核發現質子預測中子人類認識原子的歷史是漫長的，也是無止境的。導入1920年，丹麥科學家玻爾在氫原子模型基礎上，提出

，即從氫開始，隨核電荷數遞增，新增電子填入原子核外“殼層”的順序，由此開啟了用原子結構解釋

的篇章。構造原理元素周期律玻爾（N.Bohr，1885-1962）1869年，俄國化學家門捷列夫發現了__________________。元素周期律5年后，玻爾的“殼層”落實為“______”和“______”，厘清了核外電子的可能狀態，復雜的原子光譜得以詮釋。能層能級導入原子結構和原子光譜能層與能級

原子核核外電子質子中子原子核分層原子核電子層根據必修階段的學習，請思考電子在核外空間是怎樣排布的？原子的核外電子排布在多電子的原子中，電子分別在能量不同的區域運動。1、原子核外電子總是盡先由里向外(能量由低到高)排列。2、第n層最多能最多容納2n2個電子。4、次外層最多能容納18個電子，倒數第三層最多容納32個電子。3、最外層最多容納8個電子(K層為最外層時最多容納2個)。核外電子排布規律氧鎂氬鈉+826+11281+12282+18288原子的核外電子排布一(K)二(L)三(M)四(N)核外電子按能量不同分成能層。電子的能層由內向外排序。E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)能層電子層數(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ每層最多容納電子數281832507298同一能層的電子的能量也可能不同，將它們分成不同能級。分別用字母s、p、d、f等表示。表示每個能級最多容納電子數能級1.一個能層的能級數與能層序數(n)間存在什么關系？一個能層最多可容納的電子數與能層序數(n)間存在什么關系？能層序數(n)等于該能層所包含的能級數，如第三能層有三個能級：3s、3p、3d。一個能層最多可容納的電子數為2n2。能層與能級——課本P7思考與討論2.以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個電子？3d、4d、5d能級所容納的最多電子數是否相同？最多容納的電子數為s能級：2，p能級：6，d能級：10，f能級：14；3d、4d、5d能級所容納的最多電子數相同。能層與能級——課本P7思考與討論3.第五能層最多可容納多少個電子？它們分別容納在幾個能級中？各能級最多容納多少個電子？(注：高于f的能級不用符號表示。)第五能層最多容納50個電子；它們分別容納在5s、5p、5d、5f等5個能級中；各能級最多容納的電子數分別為2、6、10、14和18。能層與能級——課本P7思考與討論N層M層L層K層同一能層各能級能量越來越高能級能量越來越高能層能層是樓層能級是樓層的階梯能層與能級（3）英文字母相同的不同能級中所能容納的最多

電子數

。（填“相同”或“不同”）（1）能級的個數

所在能層的能層序數（2）能級的字母代號是

，字母前的數字代表

，

每個能級最多容納的電子數分別為

。=s、p、d、f能層序數s-2、p-6、d-10、f-14相同

能層與能級的關系：能層與能級的有關規律小結（4）每一能層最多容納的電子數為

。（5）f能級的從第

能層開始，d能級從第

能層開始2n243①先看能層，一般情況下，能層序數越大，能量越高；再看同一能層各能級的能量順序為：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…②不同能層中的同一能級，能層序數越大，能量越高。例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)③不同原子的同一能層的同一能級的能量大小也不同。例如：Ar的1s能級的能量≠S的1s能級的能量能級能量大小的判斷方法(1)2d表示L層上的d能級(

)(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小(

)(3)s能級的能量一定比p能級的能量低(

)(4)各能級最多可容納的電子數按s、p、d、f……的順序依次為自然數中的

奇數序列1、3、5、7……的2倍(

)(5)4s、4p、4d、4f能級的能量的高低順序為

E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)(

)×√××√課堂練習——正誤判斷1.原子核外的某一能層最多能容納的電子數目為18，則該能層是A.K能層 B.L能層C.O能層 D.M能層課堂練習D2.下列說法正確的是A.在同一能層不同能級上的電子，其能量肯定不同B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結束C.各能層含有的能級數為n－1D.各能層含有的電子數為2n2A原子結構和原子光譜基態與激發態原

子

光

譜在日常生活中，我們看到的許多可見光，如焰火、霓虹燈光、激光……——都與原子核外電子躍遷釋放能量有關。它們為什么能發出五顏六色的光？熒光LED燈光激光霓虹燈光焰火2、激發態：基態原子

能量，它的電子會躍遷到

能級，變成激發態原子。KLM基態氫原子1、基態：處于

狀態的原子。最低能量KLM激發態氫原子吸收較高穩定不穩定吸收能量電子躍遷能量基態與激發態KLM激發態氫原子KLM基態氫原子不穩定穩定釋放能量電子躍遷光能光（輻射）是電子躍遷釋放能量的重要形式。基態與激發態霓虹燈管中裝載的氣體不同，為什么在高壓的激發下發出的光的顏色就不同？基態Ne原子激發態Ne原子在電場的作用下電子躍遷到較高能級很快又會以光的形式釋放能量躍遷到較低能級光的波長恰好位于可見光區域中的紅色波段，所以看見紅色光。思考與討論霓虹燈能夠發出五顏六色的光：

霓虹燈燈管中裝載的氣體不同，在高壓電的激發下發出的光的顏色不同。例如：在充有氖氣的霓虹燈能發出紅光，產生這一現象的原因是通電后在電場作用下，放電管里氖原子中的電子吸收能量后躍遷到能量較高的能級，且處在能量較高的能級上的電子會很快地以光的形式釋放能量而躍遷回能量較低的能級上，該光的波長恰好處于可見光區域中的紅色波段，就看到紅色光。類似的，通電后的氬氣發出藍光等。焰色試驗中，一些金屬元素呈現不同焰色的原因：焰色試驗是電子躍遷的結果，焰色反應發生的過程：焰色試驗請同學們解釋鉀與鈉產生焰色及焰色不同的原因。當堿金屬及化合物在火焰上灼燒時，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但是處于能量較高的的軌道上的電子是不穩定的，很快躍遷回能量較低的軌道，這時就將多余的能量以光的形式釋放，而釋放的光的波長在可見光范圍內，因而能使火焰呈現顏色。鉀和鈉的原子結構不同，電子躍遷時能量的變化不同，則放出的光的波長不同，所以產生焰色也就不同。思考與討論不同元素原子的電子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發射光譜，總稱為原子光譜。基態原子激發態原子吸收能量釋放能量形成吸收光譜形成發射光譜電子躍遷原子光譜鋰、氦、汞的發射光譜

鋰、氦、汞的吸收光譜

特征:暗背景,

亮線,

線狀不連續特征:亮背景,

暗線,

線狀不連續吸收光譜發射光譜發射光譜與吸收光譜對比：原子光譜同種元素發射光譜中的彩色亮線與吸收光譜中的暗線處于相同位置。原子光譜的應用①鑒定元素——每一種元素都有自己的特征譜線光譜分析：利用原子光譜上的特征譜線鑒定元素。②發現新元素He氦用光譜儀測定氫氣放電管發射的氫的發射光譜原子光譜(1)金屬元素的焰色試驗屬于吸收光譜還是發射光譜？(2)電子的躍遷是物理變化還是化學變化？(3)是不是所有的能級間都能發生電子躍遷？思考與討論焰色試驗屬于發射光譜。電子的躍遷中未發生電子轉移，是物理變化。一般在能量相近的能級間才發生電子躍遷。1.對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈