1..1.1 能层与能级　基态与激发态　原子光谱 导学案 2024-2025学年高二下学期化学人教版（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　原子光谱 课程标准： 1.认识核外电子的运动特点。 2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)，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。 新知探究： 知识点一　能层与能级 [知识梳理] 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(电子层)。 (2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用_______、O、P、Q……表示。 (3)能量关系：能层越高，电子的能量越_______。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子中同一能层电子的_______不同，将它们分为不同能级。 (2)能级数：能级数_______该能层序数。 (3)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f……等表示。如第3能层的能级按能量由低到高的排列顺序为_______。 [问题探究] 1．探究每能层中能级的组成 (1) K、M层各含有哪些能级？是如何确定的？ (2)能级符号2d存在吗？说明理由。 2．探究能层、能级与最多容纳的电子数的关系 写下表中的空格。 能层(n) 一 二 三 四 n 符号 …… 能级 …… 最多容纳 电子数 …… [反思归纳] 1．各能级之间能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。 (2)同一能层中，各能级之间能量大小关系为ns＜np＜nd＜nf……。 2．能层与能级中的数量关系 (1)任一能层：能级数＝能层序数(n)；总是从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。 (3)每一能层中最多容纳的电子数＝能层序数平方的2倍，即2n2。 [迁移应用] 1．总共含有5个能级的能层符号为(　　) A．L B．M C．N D．O 2．下列各组多电子原子的能级能量高低比较中，错误的是(　　) A．1s＜2s B．3s＜3p C．3p＜3d D．2p＝3p 3．下列能级符号表示正确且最多容纳电子数按照从少到多顺序排列的是(　　) A．1s、2p、3d B．1s、2s、3s C．2s、2p、2d D．3p、3d、3f 4．下列关于能层与能级的说法中正确的是(　　) A．能层就是电子层，每个能层最多可容纳的电子数为n2 B．p能级在不同的能层中最多容纳的电子数是相同的 C．任一能层的能级总是从s能级开始至f能级结束 D．能级能量 2p>3s 知识点二　基态与激发态　原子光谱 [知识梳理] 1．基态与激发态 (1)基态原子：处于_______状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子_______能量，电子会跃迁到_______能级，变为激发态原子。 2．原子光谱 (1)光谱的成因及分类 (2)光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的_______来鉴定元素的分析方法。 [问题探究] 1．节日燃放的焰火与电子跃迁有关。看到的焰火属于哪种原子光谱？ 2．多角度探究焰色试验 (1)如何解释焰色试验产生的焰色？ (2)为什么有些金属元素的焰色试验看不到焰色呢？ (3)焰色试验属于物理变化还是化学变化？ [反思归纳] 1．基态原子与激发态原子的转化 基态原子激发态原子。 2．很多发光现象：灯光、激光、焰火等，与电子跃迁有关。 3．从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量，形成发射光谱。 [迁移应用] 1．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　) 2．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的(　　) A．红外光谱 B．质谱 C．原子光谱 D．核磁共振谱 3．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　) (2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　) (3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　) (4)电子跃迁时只吸收能量(　　) (5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　) 答案解析 知识点一　能层与能级 [知识梳理] 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。 (3)能量关系：能层越高，电子的能量越高。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分为不同能级。 (2)能级数：能级数＝该能层序数。 (3)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f……等表示。如第3能层的能级按能量由低到高的排列顺序为3s、3p、3d。 [问题探究] 1．探究每能层中能级的组成 (1) K、M层各含有哪些能级？是如何确定的？ 提示：K层只含有1s能级；M层含有3s、3p、3d三种能级。每能层能级数等于能层序数：第一能层含有一种能级，第三能层含有三种能级；再根据任一能层的能级总是从s能级开始，依次从s、p、d、f ……中选取能级种数。 (2)能级符号2d存在吗？说明理由。 提示：不存在。因为第二能层只含有两个能级：2s和2p。 2．探究能层、能级与最多容纳的电子数的关系 写下表中的空格。 能层(n) 一 二 三 四 n 符号 …… 能级 …… 最多容纳 电子数 …… 提示： 能层(n) 一 二 三 四 n 符号 K L M N …… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… 最多容纳 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… 2 8 18 32 2n2 [反思归纳] 1．各能级之间能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。 (2)同一能层中，各能级之间能量大小关系为ns＜np＜nd＜nf……。 2．能层与能级中的数量关系 (1)任一能层：能级数＝能层序数(n)；总是从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。 (3)每一能层中最多容纳的电子数＝能层序数平方的2倍，即2n2。 [迁移应用] 1．总共含有5个能级的能层符号为(　　) A．L B．M C．N D．O [答案]　D 2．下列各组多电子原子的能级能量高低比较中，错误的是(　　) A．1s＜2s B．3s＜3p C．3p＜3d D．2p＝3p [答案]　D 3．下列能级符号表示正确且最多容纳电子数按照从少到多顺序排列的是(　　) A．1s、2p、3d B．1s、2s、3s C．2s、2p、2d D．3p、3d、3f [答案]　A 4．下列关于能层与能级的说法中正确的是(　　) A．能层就是电子层，每个能层最多可容纳的电子数为n2 B．p能级在不同的能层中最多容纳的电子数是相同的 C．任一能层的能级总是从s能级开始至f能级结束 D．能级能量 2p>3s B　[A.能层就是电子层，每个能层最多可容纳的电子数是2n2个，故A错误；B.任意能层中的p能级，均最多容纳6个电子，故B正确；C.第一能层只有s能级，所以任一能层的能级总是从s能级开始，但不是到f能级结束，有的能层没有f能级，故C错误；D.能量3s＞2p，故D错误。] 知识点二　基态与激发态　原子光谱 [知识梳理] 1．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，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 2．原子光谱 (1)光谱的成因及分类 (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。 [问题探究] 1．节日燃放的焰火与电子跃迁有关。看到的焰火属于哪种原子光谱？ 提示：发射光谱。 2．多角度探究焰色试验 (1)如何解释焰色试验产生的焰色？ 提示：金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象。 (2)为什么有些金属元素的焰色试验看不到焰色呢？ 提示：有些金属元素原子发生电子跃迁时形成的发射光谱不属于可见光。 (3)焰色试验属于物理变化还是化学变化？ 提示：物理变化。 [反思归纳] 1．基态原子与激发态原子的转化 基态原子激发态原子。 2．很多发光现象：灯光、激光、焰火等，与电子跃迁有关。 3．从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量，形成发射光谱。 [迁移应用] 1．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　) D　[燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。] 2．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的(　　) A．红外光谱 B．质谱 C．原子光谱 D．核磁共振谱 [答案]　C 3．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一(　　) (2)霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(　　) (3)产生激光的前提是原子要处于激发态(　　) (4)电子跃迁时只吸收能量(　　) (5)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 学科网（北京）股份有限公司 $$