1.1.1 能层与能级　基态与激发态 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（人教版2019选择性必修2）

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 课程标准 核心素养目标 1.通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系。 2.通过核外电子能量不同分析、理解基态与激发态的含义与关系。 3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。 1．宏观辨识与微观探析：通过学习原子结构、电子运动等内容，培养学生“宏观辨识和微观探析”的学科素养。 2．科学精神与社会责任：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程，培养学生“科学探究与科学精神”的学科素养。 一、能层与能级 1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出 ，开启了用原子结构解释 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 事实为依据的完整的 。 1．能层 (1)含义：根据核外电子的 不同，将核外电子分为不同的能层。 (2)序号、符号及所能容纳的最多电子数 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 最多电子数 (3)能量关系 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为 。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子的同一能层电子的 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 等表示，如第n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。 二、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 状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子 能量，它的电子会跃迁到 能级，变为激发态原子。 (3)基态、激发态原子相互间转化的能量变化 基态原子激发态原子。 2．光谱的成因及分类 【特别提醒】电子跃迁的形式 (1)电子吸收能量→从低能级跃迁至较高能级→吸收光谱。 (2)电子从高能级跃迁到低能级→释放能量→发射光谱。 探究一　能层、能级与最多容纳的电子数 1．以s能级为例，不同能层的s能级之间的能量有何关系？同一能层不同能级间能量有何关系？ 2．以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、4d、5d能级所容纳的最多电子数是否相同？ 3．第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？ 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 【方法技巧】同一原子处于不同状态能量高低的判断方法 (1)原子处于基态时，能量最低，激发态能量高于基态，其中各能层能级的能量高低顺序为：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜… (2)电子由基态跃迁到激发态时，激发态原子所处的能层和能级数越高，需要的能量越多。 (3)能层和能级数低的能级上排布的电子数越多，原子所处的能量越低，能层和能级数高的能级上排布的电子数越多，原子所处的能量越高。 【例1】(2023·山东菏泽一中高二质检)下列关于能层和能级的说法正确的是(　　) A．原子核外每一能层最多可容纳的电子数为n2 B．能层序数较大的能级，能量不一定较高 C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多 1.(2023·广东揭阳一中高二期末) 下列有关能层和能级的叙述正确的是(　　) A．M能层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子 B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子 C．无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2 D．任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 探究二　电子跃迁 在日常生活中，我们看到的许多可见光，如焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光……等等。 1.我们平时看到的激光、节日燃放的焰火、霓虹灯光都与什么有关？ 2.某些金属进行焰色试验产生不同火焰颜色的原因是什么？ 焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关，其中光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式。 (1)霓虹灯发光原理：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电场作