1.1.1 能层与能级 基态与激发态 原子光谱构造原理与电子排布式（Word教师用书）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修2（人教版2019）

第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　基态与激发态 原子光谱　构造原理与电子排布式 [学习目标] 1.通过认识原子结构及核外电子排布，知道原子核外电子的能级高低顺序，知道处于不同能级的电子，在一定条件下可以发生激发或跃迁。(宏观辨识与微观探析)　2.了解原子核外电子排布的构造原理，能书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式。(证据推理与模型认知) 能层与能级 1．能层 核外电子按能量不同分成能层。电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数如表： 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 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。 2．能级 (1)同一能层的电子，被分成不同能级。能级数等于该能层的序数，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)。 (2)任一能层的能级总是从s能级开始。能级的字母代号总是按s、p、d、f……排序的，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。 (3)多电子原子中，同一能层各能级的能量顺序：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…… (4)能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数 能层 1 2 3 4 5 … K L M N O … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … … 最多 电子 数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … … 2 8 18 32 … … 基态与激发态　原子光谱 1．基态原子与激发态原子 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子：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。 2．光谱与光谱分析 (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)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。 　构造原理与电子排布式 1．构造原理 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理，如图所示： 2．电子排布式 (1)①按照构造原理，电子填满了一个能级，开始填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的基态原子的电子排布。如氢、氮、氧、钠、氯的电子排布式分别为1s1、1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p5。　 ②电子排布式中，能级符号右上角的数字表示该能级的电子数。如Mg原子的电子排布式中数字和符号的意义： ③在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理顺序写，如钪(Sc)的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2。 (2)能级交错 ①随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的，如电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实。 ②由原子光谱得知，有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理，如基态铬、铜的基态电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1。　 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)在基态原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。(×) (2)最外层电子排布式为4s1的元素一定为K。(×) (3)能层序数大，能级的能量一定大。(×) (4)原子光谱是核外电子得失所引起的。(×) (5)K的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。(×) (1)基态原子中第n能层容纳的电子数最多为2n2。 (2)由构造原理可知E(4s)<E(3d)，所以并不是能层序数大，能级的能量一定大。 (3)原子光谱是电子在不同能级之间发生跃迁形成的，为物理变化。 (4)基态原子电子排布是按照构造原理进行的，并不是从内到外依次填满的。 　能层与能级的组成以及能量关系 1．英文字母相同的不同能级(如2p、3p)中所能容纳的最多电子数是否相同？ 答案　相同，如2p、3p能级最多容纳的电子数都是6个。 2．以s能级为例，不同能层的s能级间能量有何关系？以第三能层为例，不同能级间能量有何关系？ 答案　E(1s)<E