第一章 第一节 第1课时 能层与能级 基态与激发态-【高考领航】2023-2024学年高中化学选择性必修2同步核心辅导与测评（人教版）

第一节　原子结构 第1课时　能层与能级　基态与激发态 [课标解读]　1.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。2.能从基态与激发态说明核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 知识点一　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。 (2)序号、符号及最多容纳的电子数 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数(2n2) 2 8 18 32 50 72 98 (3)能量关系 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。 ②不同能层中英文字母相同的能级，能层序数越大，能量越高。如E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)，E(2p)＜E(3p)＜E(4p)。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子的同一能层电子的能量不同，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、能级与其容纳的最多电子数之间的关系 　下列关于能层与能级的说法中不正确的是(　　) A．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2 B．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 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的 D．同一能层中的不同能级的能量高低相同 [解析]　各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数)，故A正确；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，故B正确；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的，故C正确；同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d……规律依次增大，故D错误。 [答案]　D [拓展探究]　(1)不同的能层分别有多少个能级？ 提示：K能层有1个能级，L能层有2个能级，M能层有3个能级，N能层有4个能级。 (2)与能层的序数(n)之间有什么关系？ 提示：n＝能级数。 [归纳总结]　能层与能级中的四个数量关系 (1)任一能层，能级数＝能层序数，且总是从s能级开始。 (2)各能级最多容纳的电子数为以s、p、d、f……排序的自然数1、3、5、7……的2倍。 (3)每一能层中最多容纳的电子数为2n2(n代表能层序数)。 (4)不同能层中符号相同的能级所容纳的最多电子数相同。 [跟踪训练1]　下列能级符号书写错误的是(　　) A．4f　　　　　　　　 B．2d C．5s D．3p 解析：B　s能级在每一层上都有，p能级至少在第二层及以上，d能级至少在第三层及以上，f能级至少在第四层及以上。 [跟踪训练2]　(1)基态Cl原子核外能量最高的电子所在的能级是________。 (2)基态Si原子中，核外电子占据的最高能层的符号为________，该能层有________个能级，该能层上填有________个电子。 解析：(1)Cl原子核外有17个电子，排布在1s、2s、2p、3s、3p 5个能级上，能量最高的是3p能级。 (2)Si原子核外有14个电子，K、L、M层上分别有2、8、4个电子，所以电子占据的最高能层为M层，该能层有3s、3p、3d 3个能级，填有4个电子。 答案：(1)3p　(2)M　3　4 知识点二　基态与激发态　原子光谱 1．基态原子与激发态原子 基态原子 处于最低能量状态的原子叫做基态原子 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 基态原子与激发态原子的关系 2.原子光谱 (1)光谱的成因与分类： (2)光谱分析： 在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。 (3)光谱分析的应用：鉴定元素。 [链一链]　教材P8图1－4 根据教材中锂、氦、汞的发射光谱和吸收光谱，同一物质的发射光谱和吸收光谱之间存在怎样的对应关系？ 提示：某种物质自身发射哪些波长的光，它就强烈地吸收哪些波长的光。因此发射光谱中的亮线对应于吸收光谱中的暗线。 　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 [解析]　霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道或基态时以光的形式释放能量。 [答案]　A [拓展探究]　(1)电子跃迁是如何完成的？是物理变化还是化学变化？ 提示：电子跃迁是通过吸收能量或者释放能量而完成的；电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)。一般在能量相近的能