第1章 第1节 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-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步练测（人教版2019）

同步课堂讲义 第一章原子结构与性质 要点二 问题探究 1,提示①能层：能级符号相同时，能层序数越大，电子能 第一节原子结构 量越高：②能级：在同一能层的不同能级中，s,p、d、f能 级的能量依次升高：③在多电子原子中会发生能级交错 现象 第1课时能层与能级 基态与激发态原子光谱 2,提示相同能层上不同能城能量的高低为s<p< 构造原理与电子排布式 nd<f:不同能层上符号相同的能级能量的高低为1s< 2s3s4s。1s<3d,3s3d. 自主学习探新知 典例剖析 例2]解析]纳的焰色试验是电子由激发态特化成 L.(1)能量由内向外281832(2)越高 基态时释放能量产生的，A错误：能级能量1s<2s<3s <4s,B正确：在基态多电子原子中，同能层的P能级电 2.(1)s1357(2)<<<(3)2262 子的能量一定比s能级电子能量高，但能层不同则不一 6102610142 定存在这种关系，C错误：同一原子中，2p,3p,4p能级 小试身手 的能量2p<3p<4p,D错误. [答案]B 1.A 针对训练 二、 2.B根据构造原理可知电子填入能级的顺序为…45 1.最低能量较高光 3d、4p、5s、4d,5p、68…从而可以看出②③中前面的能 2.(1)吸收发射(2)特征谱线(3)鉴定元素 级先填入电子。 小试身手 要点三 2.C激发态时能量较高，较不稳定，A,B不正确：电子从 问题探究 较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生 1.提示不对。正确的应为1s2s2p3s3即3d4s。在书 原子光谱，D不正确 写电子排布式时，能层低的能纸要写在左边，而不是按 三 构造原理顺序写。 1.(1)能级(2)能层能级 2.提示价层电子排布式或价电子排布式或外围电子排 2.(1)能级右上角(2)电子数 布式：元素原子的外国电子排布能体现出元素的主要化 小试身手 合价，主族元素的价电子排南就是最外层电子排布，而 3.BA、C、D违反构造原理，正确写法应为Al: 过淀元素的价层电子排布包括最外层的s电子及次外 1s2s2p 3s3p',Na':1s2s2p.Si:1s2s2p3s3p 层的d电子。 互动探究解疑难 3.提示有些过渡金属元素的基态原子的电子排布不符 合构造原理。如Cr的基态原子的电子排布式为 要点一 1s2s2p3s3p3d4s,Cu的基态原子的电子播布式为 问题探究 1s2s2p3s3p 3d4s 1.提示每个能层最多容纳的电子数为2个，第四能层 典例制析 最多客纳2×4=32个电子 [例3][解析]K原子核外电子数为19，根据构造原理 2.提示M能层中共有3个能级：分别用3s、3p、3d表示： 可知，基态K原子核外电子排布式为 s能级最多客纳2个电子，p能级最多容钠6个电子， 1s22s2p3s3p4s,故A错误：F原子核外电子数为9， d能绒最多容钠10个电子， 根据构造原理可知，基态F原子接外电子排布式为 3.提示1s2s<3s<4s…n5<p<ndnf… 1s2s2p,故B正确：Mg原子核外电子数为12，根据构 典例剖析 造原理可知，基态Mg原子核外电子排布式为 [例1门[解析]每个能层中的能级数都等于该能层序 1s22s2p3s,失去最外层2个电子后，基态Mg的核 数，如第一能层(K层)上只有1s一个能级，第二能层(L 外电子排布式为1s2s2p,故C正确：0原子核外电子 层)有2s和2p两个能级，第三能层(M层)有35,3p和 数为8，根据构造原理可知，基态O原子核外电子排布 3d三个能级，其余能层同理，A正确：原子核外每个能 式为1s2s2p,得到2个电子后，基态0的核外电子 层最多容钠电子数都是2n(n为能层序数)，B错误： 排布式为1s2s2p,故D正确。 [答案]A d能级有5个轨道，每个轨道最多能容纳2个电予，所以 针对训练 d能级最多能容纳10个电子，C正确：任一能层的能级 3.解析(1)①核电荷数=原子序数=核外电子数，故此 总是从s能领开始，D正确。 原子的核外电子数为33：③依据构造原理，能量高低顺 [答案]B 序为4s<3d<4p,则此元素的基态原子电子排布式为 针对训练 1s22s22p3s3p3d4s24p。 1.C第二能层含有2个能级，分别是2s,2p,A预正确， 答案(1)①33②48③1s2s2p3s3p3d4s4p C项错误：第三能层含有3个能级，分别是3s、3p,3d, (2)①1s2s2p3s3p②1s2s2p3s3p B项正确，D项正确。 ③1s2s2p3s3p 随堂巩固促应用 互动探究解疑难 【.D电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发 要点一 态乃至基态时，主要以光的形式释放能量，通电后氨气 问题探究 发光、霓虹灯发光、燃放烟花等现象郁是电子发生跃迁 1.提示电子云中孤立的小黑点没有意义，小黑成的密度 释放能量形成的，钠与水剧烈反应与电子的跃迁无关 不同，代表电子出现的概率不同 故选D 2.提示 (1)轨道图形、形状，数目、最多容纳电子数等 2.C电子能量的高低主要由能层和能线决定。当能级 不同 相同时，能层越大，原子轨道能量越高，例如E.<E,< (2)相同。$轨道均为球形，p轨道均为哑铃形 E.,E<E<E:当能层相同时，能级越大，原子轨道 3.提示7种 能量越高，如E<E,<E:能级和能层都不相同时，根 典例剖析 据构造原理判断，如D项能量由低到高顺序为3p、4s、 [例1]解析]由于核外电子的概率密度分布看起来 3d、4p 像一片云雾，因而被形象地称作电子云，A项错误：原子 3.CMn的原子结构示意图应根据电子排布式进行书 轨道是电子在原子核外的一个空间运动状态，它表明电 子在这一区城内出现的概率大，在此区域外出现的概率 写，为 425 小，B项错误：p能级的原子轨道呈哑铃形，任一能层的 8132 ,A错误：氟的基态原子电子排布式 p能级都有3个原子轨道且相互垂直，C项错误：按2印 3…的烦序，电予的能量依次增高，电子在离核更远 为1s2s2p,只有3种不同能量的电子，B错误，电子排 的区城出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空 布式为[Ar]3d4s4p的原子核外电子数为33，故核 间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，D项正确 电荷数也为33，C正确：C1的最外层电子排布式为 [答案」D 3s3p,D错误 针对训练 4.解析(1)S核外有16个电子，电子排布式为 L,CA.不同能级的原子轨道形软可以相同，如1s,2s能 1g2s2p3s3p或[Ne]3s3p 颇的原子轨道都是球形，只是半径不同，A错误：B.现在 (2),Na的核外电子排布式为1s2s2p3s.则次外层电 的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道 子排布式为2s2p 只是体现电子的运动状态，B错误：C.任何电子层的 (3)Ca的核外电子瓣布式为1s2s2p3s3p4s°，最高 Pp能就都有3个P轨道，C正确：D.根据B项分析，氢原 能层为N层，电子排布式为4s。 子s轨道呈球形，并不是电子运动轨迹呈球形，D错误 (4)Fe核外有26个电子，简化电予排布式为 要点二 [Ar3d 4s 问题探究 (5)mFe的核外电子排布式为[Ar]3d4s,失去3个电子后 L.提示A表示的是稠的基态原子：因为B中s轨道中的 形成Fe+,所以Fe+的电子排布式为1s2s2p3s3p3d 2个也子的自旋平行，违反了泡利原理 或[Ar]3d 2.提示基态意原子中，填入2p简并轨道的电子总是先 (6),As核外有33个电子，简化电子檐布式为[Ar34sp. 单独分占不同的原子轨道，且自旋平行，因此，2p轨道 答案(1)1s2s2p3s3p(或[Ne]3s3p) 的填充为个，↑☐违反了洪特规则。 (2)2s2p(3)4s(4)[Ar3d4s 3.提示3d轨道的能量比4s高，如果按照3d和3d的 (5)1s'2s'2p'3s3p'3d'(Ar]3d) 排布，违反了能量最低原理。 (6)[Ar 3d4s4p 典例剖析 「例2幻[解析]Cr原予核外有24个电子，根据构造原 第2课时 电子云与原子轨道泡利原理、 理书写，基态Cr的原子价层电子捧布：3d4s,故B正 洪特规则、能量最低原理 确：电于排布式(V):1s2s2p3s3p3d,违反了构造 18 2p 1中1s轨 自主学习探新知 原理，故C错误日tft☐ 一 道和2轨道中容钠自旋相同的电子，违反了泡利原理， 1.(1)概率概率密度 故D正确。 (2)概率密度硫密程度概率球形哑铃形 [答案]C 2.(1)一个空间运动状态(2)①球大②哑铃 针对训练 (3)1357 2.A轨道表示式用一个方框或圈图表示能线中的轨道， 小试身手 用“个”或“，”来区别自羲方向不同的电子，每个轨道最 1.D 多客纳2个电子，2个电子处于同一轨道内，且自旋方 1.2相反 向相反，所以Na的轨道表示式为↑个， 个 ,,↑↑☐ V,个.A错送 2.方框圆圈1s 1s 2s 2p 随堂巩固促应用 3.单独分占平行洪特规则 1,B基态原子的核外电子排布应遵循能量最低原理、泡 小试身手 利原理和洪特规则，据此分析判断。Cr的价层电子排 2.AD能级有三个原子轨道，根据泡利不相客原理，每个 布式应为3d4s',3d轨道处于半充满稳定状态，属于洪 原子轨道最多排2个电子，故p能级最多排6个电子， 特规则的特例，价层电子排布式不可能是3d4s,故 不可能排7个，故违背泡利原理。 选B。 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 原子光谱 构造原理与电子排布式 学习目标 核心素养 1,知道原子核外电子的能层分布、能级的高低顺序及其 与能量的关系 1.宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核 外电子排布，辨识微观粒子运动状态不同于宏 2.基态与激发态以及原子核外电子在一定条件下会发生 跃迁，了解其简单应用。 观物体运动状态。 3.了解原子核外电子排布的结构原理，熟记基态原子核 2.证据推理与模型认知：结合原子结构模型的演 外电子在原子轨道上的排列顺序 变过程，能论证证据与模型的建立及其发展之 4.熟练掌握1一36号元素基态原子核外电子的排布。 间的关系。 自主学习探新知 谋前预习双基落实 一、能层与能级 子数依次为自然数中的奇数序列 1.能层 …的2倍。 (1)核外电子按 不同分成能层。电 (2)同一能层各能级的能量顺序： 子的能层 排序，其序号、符号及所能 E(ns) E(np) E(nd) E(nf...... 容纳的最多电子数如下： (3)各能级最多容纳的电子数 能层 四 五 六 七 能层 K M 0 符号 M N Q 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多电 50 72 98 子数(2n) 最多 (2)能层越高，电子的能量 ,能量的高低 电子数 顺序为E(K) E(L) E(M) E(N) E(O)E(P)E(Q). 这小试身手 2.能级 1.(广东揭阳高二期末改编)下列能层中，只包 (1)同一能层的电子，还被分成不同的能级。 含s能级的是 () 任一能层的能级总是从能级开始，能级 A.K层 B.L层 数等于该能层序数。能级的字母代号按s、 C.M层 D.N层 P、d、f…排序。每个能级可容纳的最多电 高中化学·选择性必修2（人教版） 二、基态与激发态原子光谱 (2)示意图： 1.基态原子与激发态原子 处于 状态 基态原子 6@6@ 每一对应 原子 聚贤整 一个 处于较高能量秋态 →激发态原子 (电子跃迁到能级) @ (辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式。 每个小网表示一个 2.光谱与光谱分析 各圆园连接线的方向表示随核电荷 (1)原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁 数逆增增加的电子填人能数的顺序 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 光谱或 2.电子排布式 光谱，总称原子光谱。 (1)含义：将 上所容纳的电子数标在 (2)光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱 该能级符号 ,并按照能层从左到右 上的 来鉴定元素，称为光谱分析。 (3)光谱分析的应用 的顺序排列的式子，称为电子排布式。 这小试身手 (2)示例：氮原子的电子排布式为： 2.下列关于同一原子中的基态和激发态说法 能层 1.222 能级上容纳 2p3 中，正确的是 ( 的 A.基态时的能量比激发态时高 能级 B.激发态时比较稳定 赵小试身手 C.由基态转化为激发态过程中吸收能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生 3.下列各原子或离子的电子排布式正确的是 原子光谱 三、构造原理与电子排布式 A.Al 1s2s2p3s'3p 1.构造原理 B.01s2s22p (1)概念：以光谱学事实为基础，从氢开始，随 C.Na 1s22s'3p 核电荷数递增，新增电子填人 的顺 D.Si 1s 2s22p3s'3p 序称为构造原理。 互动探究解疑难 委点归射重摊突骇 要点一 能层与能级 口问题探究 :2.M能层中共有几个能级？分别用什么符号 1.原子核外每一能层最多容纳的电子数与能层 : 表示？各能级最多容纳的电子数是多少？ 序数()之间存在什么关系？第四能层最多 可容纳多少个电子？ 2 第一章原子结构与性质4 3.以s能级为例，不同能层的s能级间能量有：2.能层、能级中的数量关系 何关系？同一能层，不同能级间能量有何 (1)任一能层，能级数=能层序数，且总是从 关系？ s能级开始。 (2)以s、p、d、f…排序的各能级最多容纳的 电子数依次为1、3、5、7…的2倍。 @归纳总结 (3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序 一、能层、能级及其最多容纳的电子数 数的平方的2倍，即2n”。 能层() 2 4 (4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最 符号 K M 多电子数相同。 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 。典例剖析 最多每个 2262610261014 4…+4… 容纳能级 [例1]（辽宁葫芦岛高二期未）下列关于能层 的电每个 和能级的说法错误的是 子数能层 8 18 32 A.每个能层中的能级数都等于该能层序数 能量 K<L<M<N<… B.原子核外每个能层容纳的电子数都是 二、能层与能级的关系 (n表示能层序数) 1.能层与能级类似楼层与阶梯之间的关系，就好 C.d能级最多能容纳10个电子 比能层是楼层，能级是楼梯的阶级，如图所示。 D.任一能层的能级总是从s能级开始 3d 口针对训练 1.下列能级符号表示错误的是 A.2s B.3p C.2d D.3d 要点二 电子能量高低比较 问题探究 口归纳总结 1.决定电子能量高低的因素有哪些？ 1.电子能量高低比较 不同能级 同一能层中，能级越高，电子能 量越高，即E<F。<E<E 相同能层 电 相同能级能层和能级都相同时，电子的 能量相同 2.多电子原子中，不同能级能量高低有什么关 能量高低比 英文字母相同的能级中，能层序数越大，电 系？1s与3d、3s与3d的能量高低如何？ 子能量越高，如E.<E<E<E 不同能层 从第三能层开始出现能级交错现象，能级 交错排列的颗序即电子能量由低到高的 瞬序，即E<E-t<E.u<E 3 高中化学·选择性必修2（人教版） 2.构造原理 。典例剖析 (1)简易识记图 [例2幻下列叙述正确的是 () ns (n-2)f(n-1)d np A.钠的焰色试验呈现黄色，是电子由激发态 7s 5f 6d 7p 4f 5d 转化成基态时吸收能量产生的 6s 6p 5s 4d 5p B.能级能量：1s<2s<3s<4s 4s 3d 4p C.在基态多电子原子中，p能级电子能量一 3s 3p 定高于s能级电子能量 2s 2p D.同一原子中，2p、3p、4p能级的能量相同 1s 川规律方法川 (2)实质：构造原理中的电子排布顺序，其实 解析有关电子排布能级顺序问题的思维流程如下： 质是各能级的能量高低顺序 能层高的能级能量高·同能层能级能量8<p< (3)“能级交错”现象：由构造原理可知，核外 d<【→符合构造原理s<(H一2)f<(n一1)d<np→注 电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、 意能级交锯现象 3d、4p、5s、4d、5p,6s、4f、5d、6p、7s…从中：☐针对训练 可以看出，从第三能层开始，各能级不完全遵 2.下列各项中，前面的能级先填人电子的是( 循能层顺序，产生了能级交错排列，即产生 ①3d和4s②4p和5s ③5s和4d④5p “能级交错"现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d) 和4d >E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、 A.①② B.②③ E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。 C.②④ D.③④ 要点三 电子排布式书写 问题探究 :3.是不是所有基态原子的电子排布都符合构造 1.铁元素基态原子的电子排布式能否写 原理？ 为1s22s22p3s23p4s3d7 14S7 归纳总结 硅 1.原子的电子排布式 2.已知 ,图中3s3p是硅的何种电子 3s 3p" (1)简单原子：按照构造原理将电子依次填充 28.09 到能量逐渐升高的能级中。如：S: 排布式？该排布式与硅元素的化合价之间有 1s22s22p3s23p2。 何关系？主族元索和过渡元素的价电子排布 (2)复杂原子：先按构造原理从低到高排列， 有何特征？ 然后将同能层的能级移到一起。如F©：先排列 为1s2s22p3s23p4s3d,然后将同一能层的 能级排到一起，即该原子的电子排布式 为1s22s22p3s23p3d4s2。 (3)特殊原子：当p、d、「能级处于全空、全充 满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构 较稳定。如，Cr: 第一章原子结构与性质4 先按能量从低到高排列一→1s2s2p3s3p4s3d 。典例剖析 [例3]（山东菏泽一中高二月考）下列各基态 原子或离子的电子排布式书写错误的是 3为半充满状态较稳 定（后面学习到），因此 1s2s 2p 3s 3p4s3d 需将4s能级的一个电子 A.K:1s'2s'2p3s'3p 调整到3d能级上 B.F:1s'2s'2p C.Mg2+:1s22s22p D.0:1s2s22p 将同一能层的能级排在 川规律方法川 一起 1s2s2p3s3p3d4s 解析有关电子排布式书写问题的思维流程如下」 2.离子的电子排布式 确定元素核电荷数（原子序数）·按构造原理逐级 (1)判断该原子变成离子时会得到或失去的 #列电子，并写出原子的电子排布式（注意能级交错现 电子数。 象)+若为离子，加上所得电子或减去所失电子。 (2)原子失去电子时，总是从能量高的能级失 : 针对训练 去电子，即失去电子的顺序是由外向里。一 3.(1)某元素的原子序数为33，则： 般来说，主族元素只失去它们的最外层电子， ①此元素原子的电子总数是 而副族和第Ⅷ族元素可能还会进一步向里失 ②有 个能层， 个能级： 去内层电子。 ③它的基态原子电子排布式为 (3)原子得到电子而形成阴离子，则得到的电 (2)写出Si,Ca+、C1的电子排布式： 子填充在最外一个能层的某一个能级上。 ①Si: 3.简化电子排布式 ②Ca+: 如K:1s22s2p3s23p4s,其简化电子排布式 ③C1: 可表示为[Ar]4s,其中[Ar]代表Ar的核外 川课堂小结川 电子排布式，即1s2s2p3s3p。 能层-K,L.M,N,OP,Q 4.价电子排布式 能级 ns、p,d,l 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学 基态，激发态一原子光谐与光谱分析 反应中可能发生电子变动的能级称为价电子 核外电子 层（简称价层）。例如，Fe的简化电子排布式 构造原理一电子填充规律 为[Ar]3d4s2,价层电子排布为3d4s2。通 电子排布式 常，元素周期表只给出价层电子排布。请从 电子排布 简化电子排布式 书末的元素周期中找出Na、Al、Cl、Mn、Br 价电子排布式 的价层电子排布。 随堂巩固促应用 验证反馈迁移运用 1.(吉林省吉林一中高二月考)下列现象与电子：2.（济宁高二检测）按能量由低到高的顺序排 的跃迁没有直接关联的是 列，正确的一组是 () A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p C.2s、2p、3s、3p A.氢气发光 B.霓虹灯发光 D.3p、3d、4s、4p 3.(荆门高二检测)下列说法中正确的是( A.5Mn的原子结构示意图为② C.燃放烟花 D.钠与水剧烈反应 5 高中化学·选择性必修2（人教版） B.氟的基态原子核外有9种不同能量的电子： (3),Ca的最高能层的电子排布式： C.电子排布式为[Ar]3d°4s4p的原子核电 荷数为33 (4)sFe的简化电子排布式： D.C1的最外层电子排布式为1s2s2p3s3p (5)sFe3+的电子排布式： 4,请根据构造原理，按要求写出下列基态原子 0 的核外电子排布式。 (6)As的简化电子排布式： (1)S的电子排布式： 提宗请完成《素能提升训练》训练（一） (2),Na的次外层电子排布式： 第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 学习目标 核心素养 1.了解原子的运动状态特点 1.宏观辨识与微观探析：通过认识原子结构及核外电子排布， 2.了解原子轨道以及电子云模型。 辨识微观粒子运动状态不同于宏观物体运动状态。 3.了解泡利原理，洪特规则、能量最低原理， 2.证据推理与模型认知：结合原子核外电子排布规律及核外 并能据此确定基态原子的电子排布。 电子排布的原则，建立观点、证据和结论之间的逻辑关系。 自主学习探新知 保前预习双基落实 一、电子云与原子轨道 (2)形状 1.电子云 ①s电子的原子轨道呈 形，能层序 (1)电子运动的特点 数越大，原子轨道的半径越 量子力学指出，一定空间运动状态的电子并 O O 不在玻尔假定的线性轨道上运行，而在核外 2 空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可 ②p电子的原子轨道呈 形，能层序 以算出它们的概率密度分布。用P表示电 数越大，原子轨道的半径越大。 子在某处出现的 ,V表示该处的体 积，则PV称为 ,用p表示。 8 (2)电子云的定义及轮廓图 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 (3)各能级所含有原子轨道数目 定义 的 分布的形象化描述 能级符号 5 P d 用单位体积内小黑点的 表示电子在核 轨道数目 意义 外出现 的大小 赵小试身手 呈 ·贝有一种空间伸展方向 1.(邯郸高二检测)符号3p,所代表的含义是 廓 ,有三种空间伸展方向，它们相互分 () 图 p 别垂直，分别相对于xy、:轴对称 A.p,轨道上有3个电子 2.原子轨道 B.第三电子层p,轨道有3个伸展方向 (1)概念：量子力学把电子在原子核外的 C.p,电子云有3个伸展方向 称为一个原子轨道。 D.第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道 6