人教版高中化学必修一教案-原子结构第二课时

教案

［讲］在多电子原子中，电子在能级上的排布顺序：电子最先排布在能量低的能级上，然后依次排布在能量较高的能级上。电子的排布遵循构造原理

［板书］1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s……

［讲］构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。

［板书］2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨

道能量的现象。

电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错”

［知识拓展］1、主量子数和角量子数之和越大，能量越高

2、主量子数和角量子数之和相等时，主量子数越大，能量越高

例如，4s轨道主量子数和角量子数之和为4，3d轨道主量子数和角量子数之和为5，于是4s轨道的能量低于

3d轨道的能量；而3d轨道和4p轨道主量子数和角量子数之和均为5，但4p轨道的主量子数更大，于是4p轨道的能量高于3d轨道的能量

［讲］自然界一个普遍的规律是“能量越低越稳定”。原子中的电子也是如此。在不违反保里原理的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态。

［板书］3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。

数的解释：

1、依据：构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序可由公式得出：ns < (n-2)f < (n-1)d < np

2、解释：(1) 最外层由ns,np组成，电子数不大于2+6=8 (2) 次外层由(n-1)s(n-1)p(n-1)d组成，所容纳的电子数不大于2+6+10=18

(3) 倒数第三层由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f组成，电子数不大于2+6+10+14=32

[过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习第四部分。

[板书]四、基态与激发态、光谱

[讨论]节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？（参阅课本）。

[讲] 节日焰火与核外电子发生跃迁有关

[板书]1、基态—处于最低能量的原子。

激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

基态与激发态的关系：

[讲]各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。

[投影]图1-4 激光的产生与电子跃迁有关

[问]同学们都听说过“光谱”一词，什么是光谱呢？

[板书]2、不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光

谱，总称原子光谱

[讲]资料：1868年8月18日，法国天文学家詹森赴印度观察

日全食，利用分光镜观察日珥，从黑色月盘背面如出的红色火

焰，看见有彩色的彩条，是太阳喷射出来的帜热其他的光谱。

他发现一条黄色谱线，接近钠光谱总的D1和D2线。日蚀后，

他同样在太阳光谱中观察到这条黄线，称为D3线。1868年10

月20日，英国天文学家洛克耶也发现了这样的一条黄线。

经过进一步研究，认识到是一条不属于任何已知元素的新

线，是因一种新的元素产生的，把这个新元素命名为 helium ，

来自希腊文helios （太阳），元素符号定为

He 。这是第一个在地球以外，在宇宙中发现的元素。为了纪念这件事，当时铸造

一块金质纪念牌，一面雕刻着驾着四匹马战车的传说中的太阳

神阿波罗（Apollo ）像，另一面雕刻着詹森和洛克耶的头像，下面写着：1868年8月18日太阳突出物分析。 [投影]发射光谱与吸收光谱

锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱特征:暗背景, 亮线, 线状不连续特征:亮背景,

暗线,

线状不连续

［讲］原子光谱可分为发射光谱和吸收光谱

［板书］3、原子光谱的分类：

(1)物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱

(2)吸收光谱

［讲］发射光谱：处于高能级的原子或分子在向较低能级

跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱。大

量处于激发态的原子会发出各不相同的谱线组成了氢原

子光谱的全部谱线，由于产生的情况不同，发射光谱又可

分为连续光谱和明线光谱

［讲］处于基态和低激发态的原子或分子吸收具有连续分

布的某些波长的光而跃迁到各激发态，形成了按波长排列

的暗线或暗带组成的光谱。

［讲］光谱分为连续光谱和线状光谱，氢原子光谱为线状光谱。

线状光谱－－具有特定波长、彼此分离的谱线所组成的光谱

(上图)。连续光谱－－由各种波长的光所组成，且相近的波长

差别极小而不能分辨所得的光谱.如阳光形成的光谱

［投影］

［投影］

［讲］各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。钙、锶、钡

以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原

子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s ）

便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定

波长的光能形式释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，

因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属

的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色

彩。

［投影］ 氢发射光谱

氢吸收光谱锂吸收光谱

锂发射光谱钠吸收光谱

[板书]3、光谱分析—利用原子光谱线上的特征谱线来鉴定

元素。

［讲］各元素的光谱是不同的，就像是元素的“指纹”，可以

用来鉴别元素。甚至可以根据光谱发现新的元素。

［讲］通过原子光谱发现许多元素：如：铯（1860年）和铷

（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。又如：1868年科

学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。化学研究中利

用光谱分析检测一些物质的存在与含量等

[阅读]科学史话—玻尔与光谱。体会“类比”是一种科学思维

方法；体会理论对实验的指导意义。