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（精品学案）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修2）

2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（精品学案） 第一章 原子结构与性质 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 课程学习目标·学科核心素养 1.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，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理。 2.知道电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 3.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，发展“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。 微点注解——名师引领·新知学习 1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出构造原理，开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。1936年，德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。 一．能层与能级 1．能层 (1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号 能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。 (3)能量关系 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)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。 (2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。 3．能层、能级与最多容纳的电子数 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 …… 符号 K L M N O P Q …… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… …… 2 8 18 32 …… …… …… 2n2 由上表可知： (1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。 (2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。 (3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层的序数)。 二．基态与激发态 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，变成激发态原子。 3．基态、激发态相互间转化的能量变化 基态原子激发态原子 三．原子光谱 1．光谱的成因及分类 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。 四．构造原理与电子排布式 1．构造原理 (1)含义 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。 (2)示意图 2．电子排布式 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。 如氮原子的电子排布式为 试写出O、Si、K、Sc、Fe的电子排布式 答案　1s22s22p4　1s22s22p63s23p2　1s22s22p63s23p64s1　1s22s22p63s23p63d14s2　1s22s22p63s23p63d64s2 3．简化电子排布式 电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1，其中[Ne]表示Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。 试写出O、Si、K、Sc、Fe的简化电子排布式 答案　[He]2s22p4　[Ne]3s23p2　[Ar]4s1　[Ar]3d14s2　[Ar]3d64s2 4．价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 如：Ni的简化电子排布式为________，价层电子排布为______，试写出下列原子的价层电子排布式 ①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。 答案　[Ar]3d84s2　3d84s2　①3s23p1　②4s24p2　③4s24p4 典例探究——重难释疑·科学施策 【典例1】（2021·湖北十堰·高二期末）能层包含的能级数和最多能容纳的电子数分别为 A．2 2 B．2 8 C．3 8 D．3 18 【答案】D 【解析】 M能层有s、p、d三个能级，s能容纳2个电子，p能容纳6个电子，d能容纳10个电子。所以最多能容纳的电子数为18个。 故选D。 【典例2】（