第一章 第一节 第1课时 能层与能级 原子光谱 构造原理-【高考领航】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　原子光谱　构造原理 学业要求解读 活动探究建议 1.知道电子的运动状态(空间分布及能量)，可通过原子轨道、电子云模型来描述。 2.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。 3.知道1～36号元素基态原子核外电子的排布。 1.辨识微观粒子运动状态，分析电子排布规律，体会微观粒子运动状态不同于宏观物体的运动状态。 2.练习并熟练掌握电子排布图。 学习任务一　能层与能级　原子光谱 一、能层与能级 1．能层 (1)能层的含义 按核外电子的能量不同，可以将核外电子分成不同的能层。 (2)能层的表示方法及各能层所能容纳的最多电子数 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 (3)各能层的能量与其离原子核距离的关系 原子核外各能层，能层序数越大，其离原子核的距离越远，能量越高。E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<…… 　能层就是必修教材中所述的电子层。 2．能级 (1)能级的含义 同一能层的电子，还被分成能级。 (2)能级的符号和所能容纳的最多电子数 [思考1]　(1)原子中每一个能层上都有s、p、d、f四个能级吗？ (2)同一个原子中不同能层上的s能级的能量都相等吗？ 提示：(1)不是。第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。 (2)不相等。不同能层上的s能级，能层数(n)越大，离原子核越远，能量越高，如E(1s)<E(2s)<E(3s)<…… 二、基态与激发态　原子光谱 1．基态与激发态 　①电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。②一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p2表示基态碳原子，1s22s12p3为激发态碳原子(电子数不变)。③激发态原子不稳定，易释放能量变为基态原子。④激发态原子释放能量变为基态原子时，其能量可转化为可见光。如：焰火、霓虹灯光、激光、萤光、LED灯光……。 2．光谱 (1)原子光谱 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。 (2)原子光谱的成因与分类 (3)光谱分析 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。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。 [思考2]　每到夜幕降临时，大街上的霓虹灯就会亮起来，产生五颜六色的光，你知道是什么原因吗？ 提示：霓虹灯内充有稀薄的氖气或其它稀有气体，当外电源电路接通后，变压器输出端就会产生几千伏甚至几万伏高压，当这一高压加到霓虹灯管两端电极上时，管内带电粒子(电子)就会发生跃迁，发出五颜六色的光。 能层与能级的有关规律 1．每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)。 2．在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n为能层序数)。 3．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。 4．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2倍。 5．英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳2个电子。 [典例剖析] 　已知n表示能层序数，下列说法正确的是(　　) A．各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序分别为1、3、5、7的2倍 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 [思路点拨]　解答本题要注意以下两点： (1)能层与能级的组成及数量关系。 (2)多电子原子中各能层中不一定排满电子，故各能层容纳的电子数少于或等于2n2个。 [解析]　选A。按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2倍，A正确；任一能层的能级总是从s能级开始，且能级数等于该能层序数，B、C错误；每个能层可容纳的最多电子数为2n2，但不是一定含有2n2个电子，D错误。 (1)任一能层，都是从s能级开始，且能级数与能层序数相同，并非都含s～f能级。 (2)每个能层最多容纳电子数是能层序数平方的2倍，但与实际填充的电子数不一定相同。　　 [跟踪训练] 1．下列符号不符合事实的是(　　) A．4s2 B．2p3 C．3d8 D．3f14 解析：选D。s能级最多排列2个电子、p能级最多排列6个电子、d能级最多排列10个电子，存在4s