【高中化学】基态与激发态原子光谱 2022-2023学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修2）.pptx

第一章第一章 原子结构和性质原子结构和性质第一节第一节 原子结构原子结构第二课时 基态与激发态 原子光谱 阅读见课本阅读见课本P7-8二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-81.什么是基态原子、激发态原子？它们如何转化？什么是基态原子、激发态原子？它们如何转化？2.什么什么是光谱？光谱分析？是光谱？光谱分析？二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-81.基态原子基态原子:处于处于最低能量最低能量状态的原子状态的原子吸收吸收能量能量2.激发态原子激发态原子:处于处于较高较高能量状态的原子能量状态的原子(电子跃迁到较高能级电子跃迁到较高能级)特别提醒特别提醒 电子的跃迁是物理变化电子的跃迁是物理变化(未发生未发生电子转移电子转移)，而原子得失电子时，而原子得失电子时发生的是化学变化。发生的是化学变化。激发态原子不稳定，易激发态原子不稳定，易释放能量释放能量变为较低能量的激发态乃至基态原子。变为较低能量的激发态乃至基态原子。释放释放能量能量3.研究原子结构的方法原子光谱原子光谱的产生KLMN基态氢原子：处于能量最低状态的氢原子。二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8基态KLMN能量能量 基态原子吸收能量，其中的基态原子吸收能量，其中的电子会发生跃迁，由于电子会发生跃迁，由于电子跃迁电子跃迁，原子处于比基态能量高的状态，原子处于比基态能量高的状态，形成形成激发态原子激发态原子。3.研究原子结构的方法原子光谱原子光谱的产生二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8激发态能量能量KLMN 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。3.研究原子结构的方法原子光谱原子光谱的产生二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8光光KLMN3.研究原子结构的方法原子光谱原子光谱的产生二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8光光是电子跃迁是电子跃迁释放释放能量能量的重要形式的重要形式之一之一。每一次跃迁的能量以光的形式每一次跃迁的能量以光的形式产生一条分立的谱线，被记录下来，产生一条分立的谱线，被记录下来，就形成了就形成了原子光谱。原子光谱。(1)原子核外电子在具有确定能量的轨道上运动，当原子不受外界影响时，电子既不吸收也不放出能量。原子光谱原理(3)当电子吸收了能量(如光能、热能等)，就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定，会回到能量较低的轨道上，当电子从能量较高的(E2)轨道跃迁到能量较低的(E0)轨道时发射出光子，发出光的波长取决于两个轨道的能量差。总结归纳：总结归纳：(2)不同的原子轨道具有不同的能量，轨道能量的变化是不连续的，即量子化的。光谱光谱：按照一定能量次序排列的光带。按照一定能量次序排列的光带。可见光可见光光谱：光谱：可以被人眼观察的光带。可以被人眼观察的光带。3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8不同原子的电子发生跃迁时可以吸收或发射不同的光氢原子光谱氢原子光谱用光谱仪可以摄取各种原子吸收光谱。锂、氦、汞的吸收光谱锂、氦、汞的吸收光谱3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8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的发射光谱。锂、氦、汞的发射光谱3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8 不同原子的电子发生跃迁时可以发射不同的光各种原子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8特征特征:暗背景暗背景,亮线亮线,线状不连续线状不连续特征特征:亮背景，暗线，亮背景，暗线，线状不连续线状不连续P8锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱对比二者，它们之间有何联系？对比二者，它们之间有何联系？发射光谱中的彩色亮线与吸收光谱中的暗线恰好处于完全相同的位置。发射光谱中的彩色亮线与吸收光谱中的暗线恰好处于完全相同的位置。【深度思考深度思考】1.发射光谱中的彩色亮线与吸收光谱中的暗线恰好处于完全相同的位置。发射光谱中的彩色亮线与吸收光谱中的暗线恰好处于完全相同的位置。相同元素的原子，电子相同元素的原子，电子在两个能级之间的跃迁往返时，经历了在两个能级之间的跃迁往返时，经历了两个恰好相反的过程，过程中也就两个恰好相反的过程，过程中也就必然吸收或放出同样多的能量，必然吸收或放出同样多的能量，对应的光的波长相同。对应的光的波长相同。故在吸收光谱和发射光谱相同位置一定出现故在吸收光谱和发射光谱相同位置一定出现线状谱线状谱。为什么？为什么？不同元素的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此电子跃迁不同元素的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此电子跃迁时发射或吸收光的频率也必定不同，故时发射或吸收光的频率也必定不同，故每种元素在光谱中都会形成每种元素在光谱中都会形成“特征谱线特征谱线”。光谱分析：光谱分析：在在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。原子光谱原子光谱 原子结构原子结构反映反映决定决定光谱仪：光谱仪：利用原子光谱线利用原子光谱线(吸收或发射光谱吸收或发射光谱)上的特征谱线来鉴定元素的仪器上的特征谱线来鉴定元素的仪器氢原子光谱氢原子光谱3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8P11原子光谱的应用（1）发现新元素He He 氦氦3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8蓝光蓝光红光红光“太阳元素太阳元素”不同元素的焰色试验不同元素的焰色试验原子光谱的应用（2）检验元素3.研究原子结构的方法原子光谱二、基态与激发态二、基态与激发态 原子光谱原子光谱 P7-8P7-8生活中，我们看到的许多可见光，生活中，我们看到的许多可见光，如：焰火、激光、霓虹灯如：焰火、激光、霓虹灯都与原子核外电子跃迁都与原子核外电子跃迁释放能量释放能量有关。有关。发射光谱（3 3）生产生活）生产生活分析霓虹灯发光的原理：分析霓虹灯发光的原理：充有氖气的霓虹灯能发出红光，充有氖气的霓虹灯能发出红光，产生这一现象的原因是通电后在产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快地以光的形式能量较高的能级上的电子会很快地以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该光的波长恰好处于可见该光的波长恰好处于可见光区域中的红色波段。光区域中的红色波段。基态原子激发态原子吸收能量吸收能量释放能量释放能量发射光谱吸收光谱能量较高能量较高能量最低能量最低课堂小结课堂小结特征特征:暗背景暗背景,亮线亮线,线状不连续线状不连续特征特征:亮背景，暗线，亮背景，暗线，线状不连续线状不连续主要形式为 (辐射)光针对训练判断正误(1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一()(2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关()(3)产生激光的前提是原子要处于激发态()(4)电子跃迁时只吸收能量()(5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量()(6)激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性()1.元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于A.发射光谱 B.吸收光谱C.连续光谱 D.线状光谱A针对训练2.下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，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谱C针对训练3.3.对焰色试验的描述正确的是对焰色试验的描述正确的是A.A.焰色试验只是金属单质特有的性质焰色试验只是金属单质特有的性质B.B.焰色试验焰色试验是是物理物理变化变化C.C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现表现 出来出来D.D.焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激激 发发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象针对训练B D4.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A针对训练5.以下现象与核外电子的跃迁有关的是霓虹灯发出有色光棱镜分光激光器产生激光石油蒸馏凸透镜聚光燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花日光灯通电发光冷却结晶A.B.C.D.A棱镜棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的石油石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离凸透镜凸透镜聚光是由光的折射形成的聚光是由光的折射形成的冷却冷却结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质针对训练6 6.(1)1861.(1)1861年德国人基尔霍夫年德国人基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)(G.R.Kirchhoff)和本生和本生(R.W.Bunsen)(R.W.Bunsen)研究研究锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究的是究的是_。(2)(2)含有钾元素的盐的焰色试验为含有钾元素的盐的焰色试验为_色。许多金属盐都可以发生焰色试色。许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是验，其原因是_。原子光谱原子光谱紫紫电子电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时从能量较高的激发态跃迁到能量较低的基态时，以以一定波长一定波长(可见光区域可见光区域)光的形式释放能量光的形式释放能量针对训练