1.1 原子结构 第1课时（导学案）化学人教版选择性必修2

1.1 原子结构 第1课时 能层与能级 基态与激发态 一、知识目标 1. 了解原子结构发展史，掌握核外电子排布规律，认识能层与能级的能量关系。 1. 理解基态与激发态的概念，掌握电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。 1. 学会运用能层与能级、基态与激发态等知识解决相关化学问题。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的光现象入手，探究微观的原子结构和核外电子排布，理解二者之间的联系。 1. 证据推理与模型认知：通过对原子光谱等证据的分析，建立能层、能级、基态、激发态等模型，培养逻辑推理能力。 1. 科学态度与社会责任：了解原子光谱在发现新元素、检验元素等方面的应用，体会化学对社会发展的重要贡献。 一、学习重点 1. 能层与能级的能量关系。 1. 基态与激发态的概念。 1. 电子跃迁与原子光谱的关系。 二、学习难点 1. 理解光谱产生的微观机制。 1. 运用相关知识解决实际问题。 1.能层与能级 （1）能层：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同的能层（相当于必修教材中的电子层）。能层越高，离原子核越远，电子的能量越高。 （2）能级：在多电子原子中，同一能层里电子的能量也可能不同。所以，同一能层的电子又被分为不同的能级。同一能层各能级的能量顺序为：E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf）… 2.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。 （3）原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁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吸收光谱或发射光谱，统称为原子光谱。 （4）光谱分析：在现代光学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。 （一）课堂导入 【展示生活场景】同学们，大家想象一下这样的场景：在一个宁静的夜晚，城市的街道上霓虹灯闪烁，绚烂多彩；逢年过节时，夜空中烟花绽放，五彩斑斓；而在白天，明媚的阳光洒在大地上，给世界带来光明和温暖。这些场景大家是不是都很熟悉呀？（和学生进行简单互动，等待学生回应） 【提出疑问引发思考】那大家有没有想过，这些美丽的光究竟是怎么产生的呢？科学家们用光谱仪观察氢气的放电管时，能看到 4 条不同颜色的亮线，这又是为什么呢？其实呀，研究表明，这些光都和原子结构尤其是原子的核外电子排布有着密不可分的关系。 【引出本节课内容】原子的世界就像一个神秘的微观宇宙，充满了无数的奥秘。今天，就让我们一起走进这个神秘的世界，探索原子结构中能层与能级、基态与激发态的知识，去揭开这些光产生的微观机制。 （二）能层与能级 1. 引入原子结构相关知识 问题思考：原子是由什么组成的，核外电子又是如何排布的呢？ 答案：原子是由原子核和核外电子组成。核外电子排布规律如下：核外电子是分层排布的；离核越远的电子，能量越高；先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外；每一层最多容纳电子数为个（为电子层数）；最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个）；次外层电子数不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。 例题：下列关于核外电子排布规律的说法错误的是（ ） A. 核外电子总是先排布在能量低的电子层 B. M 层最多能容纳的电子数为 18 个 C. 最外层电子数可以超过 8 个 D. 次外层电子数不超过 18 个 讲解：根据核外电子排布规律，最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个），所以 C 选项错误。A 选项，核外电子先排能量低的电子层，符合“一低”原则；B 选项，M 层是第三层，，最多容纳电子数为个；D 选项，次外层电子数不超过 18 个，是核外电子排布规律的内容。所以答案选 C。 2. 学习原子结构发展史 问题探究：原子结构模型都有哪些，分别是谁提出的？ 答案： 道尔顿 — 实心球模型（1803）； 汤姆生 — “葡萄干面包”原子模型（1904）； 卢瑟福 — “行星式”原子模型（1911）； 波尔 — “量子化轨道”原子模型（1913）； 薛定谔 — “现代电子云”原子模型。 例题：下列原子结构模型按照提出时间的先后顺序排列正确的是（ ） ① 道尔顿实心球模型 ② 卢瑟福“行星式”模型 ③ 汤姆生“葡萄干面包”模型 ④ 波尔“量子化轨道”模型 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ③①②④ D. ③②①④ 讲解：道尔顿实心球模型提出于 1803 年，汤姆生“葡萄干面包”模型提出于 1904 年，卢瑟福“行星式”模型提出于 1911 年，波尔“量子化轨道”模型提出于 1913 年。所以按照时间先后顺序排列为①③②④，答案选 B。 3. 学习能层与能级 问题思考：能层有哪些，能级又有哪些呢？ 答案：能层有、、、、、、等，能级有、、、等。 问题思考：能层与能级有什么关系？每个能级所能容纳的电子数有什么规律？ 答案：能层只有能级，能层有、能级，能层有、、能级等。能级最多容纳 2 个电子，能级最多容纳 6 个电子，能级最多容纳 10 个电子，能级最多容纳 14 个电子。 例题：下列有关能层和能级的叙述中正确的是（ ） A. M 能层有、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. 无论哪一能层的能级最多容纳的电子数均为 2 D. 任一能层都有、能级，但不一定有能级 讲解：A 选项，M 能层有、、三个能级，最多能容纳个电子，所以 A 错误；B 选项，3d 能级最多容纳 10 个电子，不存在 3f 能级，所以 B 错误；C 选项，无论哪一能层的能级最多容纳的电子数均为 2，这是能级容纳电子数的基本规律，C 正确；D 选项，第一能层只有能级，没有能级，所以 D 错误。答案选 C。 （三）基态与激发态 1. 引入基态与激发态概念 问题思考：在生活中有没有什么现象可能和原子的这种状态变化有关呢？ 答案：可能与电子跃迁相关的生活现象，如霓虹灯发光、烟花绽放等。 问题思考：什么是基态和激发态？ 答案：当原子处于最低能量状态时，我们称之为基态；当原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，此时原子处于激发态。 例题：下列关于基态与激发态的说法正确的是（ ） A. 基态原子的能量一定比激发态原子的能量低 B. 激发态原子的电子都处于高能级 C. 基态原子吸收能量后一定能变成激发态原子 D. 激发态原子失去能量后一定能回到基态 讲解：基态是原子的最低能量状态，所以基态原子的能量一定比激发态原子的能量低，A 正确；激发态原子是部分电子跃迁到较高能级，不是所有电子都处于高能级，B 错误；基态原子吸收能量后不一定能变成激发态原子，可能能量不足以使电子跃迁，C 错误；激发态原子失去能量后不一定能直接回到基态，可能先跃迁到较低的激发态，D 错误。答案选 A。 2. 学习原子光谱 问题思考：原子光谱有哪些类型，它们有什么特点？ 答案：原子光谱分为发射光谱和吸收光谱。发射光谱的特征是暗背景，亮线，线状不连续；吸收光谱的特征是亮背景，暗线，线状不连续。同一元素发射光谱中的彩色亮线和吸收光谱中的暗线处于同位置；不同原子具有不同的特征谱线。 例题：下列关于原子光谱的说法错误的是（ ） A. 原子光谱可以分为发射光谱和吸收光谱 B. 发射光谱中的亮线和吸收光谱中的暗线位置一一对应 C. 不同元素的原子光谱是相同的 D. 原子光谱可以用于检验元素 讲解：原子光谱分为发射光谱和吸收光谱，A 正确；同一元素发射光谱中的彩色亮线和吸收光谱中的暗线处于同位置，B 正确；不同元素具有不同的特征谱线，所以不同元素的原子光谱是不同的，C 错误；原子光谱可以用于发现新元素、检验元素等，D 正确。答案选 C。 3. 学习原子光谱的应用 问题思考：原子光谱在科学研究和生产生活中有哪些应用？ 答案：原子光谱可以用于发现新元素、检验元素，如不同元素的焰色试验，还可以应用于烟花、霓虹灯等生产生活方面。在天文学中，通过分析恒星的光谱可以确定恒星中含有的元素；在化学分析中，利用原子光谱可以准确检测样品中元素的种类和含量等。 例题：下列现象和应用与原子光谱无关的是（ ） A. 激光 B. 焰色试验 C. 缓慢氧化放热 D. 霓虹灯 讲解：激光、焰色试验、霓虹灯都与原子中电子的跃迁有关，电子跃迁会产生特定的光谱，所以都与原子光谱有关。而缓慢氧化放热是化学反应中的能量变化，与原子光谱无关，答案选 C。 1.判断正误 1. 光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一（ ） 1. 霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关（ ） 1. 产生激光的前提是原子要处于激发态（ ） 1. 电子跃迁时只吸收能量（ ） 1. 同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量（ ） 1. 激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性（ ） 2.下列对核外电子运动状态的描述正确的是（ ） A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道 C．基态氢原子中只有一个电子，在2s轨道 D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为n2 3.下列关于能层与能级的说法中，正确的是（ ） A．同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量一定相同 B．多电子原子中，同一能级上电子的能量一定相同 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数不同 D．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数与能层序数无关 一、能层与能级 1. 原子结构发展史 道尔顿 — 实心球模型（1803） 汤姆生 — “葡萄干面包”原子模型（1904） 卢瑟福 — “行星式”原子模型（1911） 波尔 — “量子化轨道”原子模型（1913） 薛定谔 — “现代电子云”原子模型 2. 核外电子排布 原子组成：原子核和核外电子 分层排布 排布规律：一低四不超 （1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个 （3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个） （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个 3. 能层 表示：K、L、M、N、O、P、Q 电子的能层由内向外排序，其序号、符号及所能容纳的最多电子数如下： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多容纳电子数 2 8 8 18 18 32 32 4. 能级 表示：s、p、d、f 能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： 能级 K L M N O 符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 能层与能级关系： ① 每一能层最多可容纳的电子数为2n2 （n为能层序数） ② 在每一能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf … （n为能层序数） ③ 任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于该能层序数。即第一能层只有一个能级（1s），第二能层有两个能级（2s、2p），第三能层有三个能级（3s、3p、3d），以此类推。 ④ 以s、p、d、f … 排序的各能级中可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7 … 的2倍。 二、基态与激发态 1. 基态与激发态 基态：最低能量状态 激发态：较高能量状态 2. 原子光谱 吸收光谱：亮背景，暗线，线状不连续 发射光谱：暗背景，亮线，线状不连续 特征谱线：同一元素发射与吸收光谱对应位置相同，不同原子特征谱线不同 3. 原子光谱的应用 发现新元素 检验元素 生产生活 ① 霓虹灯发光原理：充有氖气的霓虹灯发出红光，产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该波长恰好处于可见光区域中的红色波段。 ② 部分金属元素的焰色是电子跃迁的结果，故焰色反应的本质是物理变化，该过程中因加热伴随化学变化。过程为：基态原子吸收能量变为激发态原子，激发态原子以光的形式释放能量变为较低能量的激发态或基态原子。 考点1 能层与能级 1.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为 (　) A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32 2.一个原子在M能层上有10个电子,则M层电子排布式可以写成 (　) A.3p6 B.3d10 C.3s23p63d2 D.3s23p64s2 3.下列表述不正确的是 (　) A.多电子原子中,原子轨道能量:E(3s)<E(3p)<E(3d) B.第四周期有18种元素,因此第四能层最多容纳18个电子 C.不同能层的s轨道能量不同 D.无论哪一个能层的p能级,最多容纳的电子数均为6 4.若以E表示某能级的能量,下列能量大小顺序正确的是 (　) A.E(3s)>E(3p)>E(3d) B.E(3s)>E(3p)>E(1s) C.E(4f)>E(4s)>E(1s) D.E(5s)>E(4s)>E(4f) 考点2 基态与激发态 5.下列现象和应用与电子跃迁无关的是 (　) A.激光 B.焰色试验 C.缓慢氧化放热 D.霓虹灯 6.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红光,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吸收除红光以外的光 B.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 C.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光 D.通电后在电场作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.1 原子结构 第1课时 能层与能级 基态与激发态 一、知识目标 1. 了解原子结构发展史，掌握核外电子排布规律，认识能层与能级的能量关系。 1. 理解基态与激发态的概念，掌握电子跃迁与原子光谱相关内容，结合生活实例理解光谱产生的微观机制。 1. 学会运用能层与能级、基态与激发态等知识解决相关化学问题。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观的光现象入手，探究微观的原子结构和核外电子排布，理解二者之间的联系。 1. 证据推理与模型认知：通过对原子光谱等证据的分析，建立能层、能级、基态、激发态等模型，培养逻辑推理能力。 1. 科学态度与社会责任：了解原子光谱在发现新元素、检验元素等方面的应用，体会化学对社会发展的重要贡献。 一、学习重点 1. 能层与能级的能量关系。 1. 基态与激发态的概念。 1. 电子跃迁与原子光谱的关系。 二、学习难点 1. 理解光谱产生的微观机制。 1. 运用相关知识解决实际问题。 1.能层与能级 （1）能层：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同的能层（相当于必修教材中的电子层）。能层越高，离原子核越远，电子的能量越高。 （2）能级：在多电子原子中，同一能层里电子的能量也可能不同。所以，同一能层的电子又被分为不同的能级。同一能层各能级的能量顺序为：E（ns）＜E（np）＜E（nd）＜E（nf）… 2.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。 （3）原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁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吸收光谱或发射光谱，统称为原子光谱。 （4）光谱分析：在现代光学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。 （一）课堂导入 【展示生活场景】同学们，大家想象一下这样的场景：在一个宁静的夜晚，城市的街道上霓虹灯闪烁，绚烂多彩；逢年过节时，夜空中烟花绽放，五彩斑斓；而在白天，明媚的阳光洒在大地上，给世界带来光明和温暖。这些场景大家是不是都很熟悉呀？（和学生进行简单互动，等待学生回应） 【提出疑问引发思考】那大家有没有想过，这些美丽的光究竟是怎么产生的呢？科学家们用光谱仪观察氢气的放电管时，能看到 4 条不同颜色的亮线，这又是为什么呢？其实呀，研究表明，这些光都和原子结构尤其是原子的核外电子排布有着密不可分的关系。 【引出本节课内容】原子的世界就像一个神秘的微观宇宙，充满了无数的奥秘。今天，就让我们一起走进这个神秘的世界，探索原子结构中能层与能级、基态与激发态的知识，去揭开这些光产生的微观机制。 （二）能层与能级 1. 引入原子结构相关知识 问题思考：原子是由什么组成的，核外电子又是如何排布的呢？ 答案：原子是由原子核和核外电子组成。核外电子排布规律如下：核外电子是分层排布的；离核越远的电子，能量越高；先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外；每一层最多容纳电子数为个（为电子层数）；最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个）；次外层电子数不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。 例题：下列关于核外电子排布规律的说法错误的是（ ） A. 核外电子总是先排布在能量低的电子层 B. M 层最多能容纳的电子数为 18 个 C. 最外层电子数可以超过 8 个 D. 次外层电子数不超过 18 个 讲解：根据核外电子排布规律，最外层电子数不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个），所以 C 选项错误。A 选项，核外电子先排能量低的电子层，符合“一低”原则；B 选项，M 层是第三层，，最多容纳电子数为个；D 选项，次外层电子数不超过 18 个，是核外电子排布规律的内容。所以答案选 C。 2. 学习原子结构发展史 问题探究：原子结构模型都有哪些，分别是谁提出的？ 答案： 道尔顿 — 实心球模型（1803）； 汤姆生 — “葡萄干面包”原子模型（1904）； 卢瑟福 — “行星式”原子模型（1911）； 波尔 — “量子化轨道”原子模型（1913）； 薛定谔 — “现代电子云”原子模型。 例题：下列原子结构模型按照提出时间的先后顺序排列正确的是（ ） ① 道尔顿实心球模型 ② 卢瑟福“行星式”模型 ③ 汤姆生“葡萄干面包”模型 ④ 波尔“量子化轨道”模型 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ③①②④ D. ③②①④ 讲解：道尔顿实心球模型提出于 1803 年，汤姆生“葡萄干面包”模型提出于 1904 年，卢瑟福“行星式”模型提出于 1911 年，波尔“量子化轨道”模型提出于 1913 年。所以按照时间先后顺序排列为①③②④，答案选 B。 3. 学习能层与能级 问题思考：能层有哪些，能级又有哪些呢？ 答案：能层有、、、、、、等，能级有、、、等。 问题思考：能层与能级有什么关系？每个能级所能容纳的电子数有什么规律？ 答案：能层只有能级，能层有、能级，能层有、、能级等。能级最多容纳 2 个电子，能级最多容纳 6 个电子，能级最多容纳 10 个电子，能级最多容纳 14 个电子。 例题：下列有关能层和能级的叙述中正确的是（ ） A. M 能层有、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. 无论哪一能层的能级最多容纳的电子数均为 2 D. 任一能层都有、能级，但不一定有能级 讲解：A 选项，M 能层有、、三个能级，最多能容纳个电子，所以 A 错误；B 选项，3d 能级最多容纳 10 个电子，不存在 3f 能级，所以 B 错误；C 选项，无论哪一能层的能级最多容纳的电子数均为 2，这是能级容纳电子数的基本规律，C 正确；D 选项，第一能层只有能级，没有能级，所以 D 错误。答案选 C。 （三）基态与激发态 1. 引入基态与激发态概念 问题思考：在生活中有没有什么现象可能和原子的这种状态变化有关呢？ 答案：可能与电子跃迁相关的生活现象，如霓虹灯发光、烟花绽放等。 问题思考：什么是基态和激发态？ 答案：当原子处于最低能量状态时，我们称之为基态；当原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，此时原子处于激发态。 例题：下列关于基态与激发态的说法正确的是（ ） A. 基态原子的能量一定比激发态原子的能量低 B. 激发态原子的电子都处于高能级 C. 基态原子吸收能量后一定能变成激发态原子 D. 激发态原子失去能量后一定能回到基态 讲解：基态是原子的最低能量状态，所以基态原子的能量一定比激发态原子的能量低，A 正确；激发态原子是部分电子跃迁到较高能级，不是所有电子都处于高能级，B 错误；基态原子吸收能量后不一定能变成激发态原子，可能能量不足以使电子跃迁，C 错误；激发态原子失去能量后不一定能直接回到基态，可能先跃迁到较低的激发态，D 错误。答案选 A。 2. 学习原子光谱 问题思考：原子光谱有哪些类型，它们有什么特点？ 答案：原子光谱分为发射光谱和吸收光谱。发射光谱的特征是暗背景，亮线，线状不连续；吸收光谱的特征是亮背景，暗线，线状不连续。同一元素发射光谱中的彩色亮线和吸收光谱中的暗线处于同位置；不同原子具有不同的特征谱线。 例题：下列关于原子光谱的说法错误的是（ ） A. 原子光谱可以分为发射光谱和吸收光谱 B. 发射光谱中的亮线和吸收光谱中的暗线位置一一对应 C. 不同元素的原子光谱是相同的 D. 原子光谱可以用于检验元素 讲解：原子光谱分为发射光谱和吸收光谱，A 正确；同一元素发射光谱中的彩色亮线和吸收光谱中的暗线处于同位置，B 正确；不同元素具有不同的特征谱线，所以不同元素的原子光谱是不同的，C 错误；原子光谱可以用于发现新元素、检验元素等，D 正确。答案选 C。 3. 学习原子光谱的应用 问题思考：原子光谱在科学研究和生产生活中有哪些应用？ 答案：原子光谱可以用于发现新元素、检验元素，如不同元素的焰色试验，还可以应用于烟花、霓虹灯等生产生活方面。在天文学中，通过分析恒星的光谱可以确定恒星中含有的元素；在化学分析中，利用原子光谱可以准确检测样品中元素的种类和含量等。 例题：下列现象和应用与原子光谱无关的是（ ） A. 激光 B. 焰色试验 C. 缓慢氧化放热 D. 霓虹灯 讲解：激光、焰色试验、霓虹灯都与原子中电子的跃迁有关，电子跃迁会产生特定的光谱，所以都与原子光谱有关。而缓慢氧化放热是化学反应中的能量变化，与原子光谱无关，答案选 C。 1.判断正误 1. 光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式之一（ ） 1. 霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关（ ） 1. 产生激光的前提是原子要处于激发态（ ） 1. 电子跃迁时只吸收能量（ ） 1. 同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量（ ） 1. 激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性（ ） 【答案】(1)√；(2)×；(3)√；(4)×；(5)√；(6)× 【解析】 1. 电子从高能级跃迁到低能级时，以光（辐射）的形式释放能量，所以光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式之一，该说法正确。 1. 霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁有关，是电子跃迁释放能量的过程，而不是吸收能量，该说法错误。 1. 产生激光的前提是原子要处于激发态，当大量处于激发态的原子向低能级跃迁时，会产生激光，该说法正确。 1. 电子跃迁时既可以吸收能量从低能级跃迁到高能级，也可以释放能量从高能级跃迁到低能级，该说法错误。 1. 基态是原子的最低能量状态，激发态是原子吸收能量后所处的较高能量状态，所以同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量，该说法正确。 1. 激发态原子的能量较高，但不一定极易失去电子，其还原性强弱与多种因素有关，该说法错误。 2.下列对核外电子运动状态的描述正确的是（ ） A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B．第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道 C．基态氢原子中只有一个电子，在2s轨道 D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为n2 【答案】D 【解析】 A．电子的运动没有固定的轨道，而是在原子核外一定空间范围内做无规则运动，与行星的运动不同，A选项错误。 B．第三电子层有3s、3p、3d三种能级，其中3s有1个轨道，3p有3个轨道，3d有5个轨道，不存在3f轨道，B选项错误。 C．基态氢原子中只有一个电子，在1s轨道，C选项错误。 D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为n2，D选项正确。 3.下列关于能层与能级的说法中，正确的是（ ） A．同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量一定相同 B．多电子原子中，同一能级上电子的能量一定相同 C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数不同 D．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数与能层序数无关 【答案】B 【解析】 A．同一原子中，符号相同的能级，如2s和3s，由于能层不同，电子能量不同，A选项错误。 B．多电子原子中，同一能级上电子的能量一定相同，B选项正确。 C．同是s能级，无论在哪个能层中，所能容纳的最多电子数都是2个，C选项错误。 D．任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于能层序数，D选项错误。 一、能层与能级 1. 原子结构发展史 道尔顿 — 实心球模型（1803） 汤姆生 — “葡萄干面包”原子模型（1904） 卢瑟福 — “行星式”原子模型（1911） 波尔 — “量子化轨道”原子模型（1913） 薛定谔 — “现代电子云”原子模型 2. 核外电子排布 原子组成：原子核和核外电子 分层排布 排布规律：一低四不超 （1）先排能量低的电子层，再排能量高的电子层，由里往外 （2）每一层最多容纳电子数：2n2个 （3）最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个） （4）次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个 3. 能层 表示：K、L、M、N、O、P、Q 电子的能层由内向外排序，其序号、符号及所能容纳的最多电子数如下： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多容纳电子数 2 8 8 18 18 32 32 4. 能级 表示：s、p、d、f 能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： 能级 K L M N O 符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p … 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 … 能层与能级关系： ① 每一能层最多可容纳的电子数为2n2 （n为能层序数） ② 在每一能层中，能级符号顺序为ns、np、nd、nf … （n为能层序数） ③ 任一能层的能级总是从s能级开始，能级数等于该能层序数。即第一能层只有一个能级（1s），第二能层有两个能级（2s、2p），第三能层有三个能级（3s、3p、3d），以此类推。 ④ 以s、p、d、f … 排序的各能级中可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7 … 的2倍。 二、基态与激发态 1. 基态与激发态 基态：最低能量状态 激发态：较高能量状态 2. 原子光谱 吸收光谱：亮背景，暗线，线状不连续 发射光谱：暗背景，亮线，线状不连续 特征谱线：同一元素发射与吸收光谱对应位置相同，不同原子特征谱线不同 3. 原子光谱的应用 发现新元素 检验元素 生产生活 ① 霓虹灯发光原理：充有氖气的霓虹灯发出红光，产生这一现象的原因是通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，且处在能量较高的能级上的电子会很快以光的形式释放能量而跃迁回能量较低的能级上，该波长恰好处于可见光区域中的红色波段。 ② 部分金属元素的焰色是电子跃迁的结果，故焰色反应的本质是物理变化，该过程中因加热伴随化学变化。过程为：基态原子吸收能量变为激发态原子，激发态原子以光的形式释放能量变为较低能量的激发态或基态原子。 考点1 能层与能级 1.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为 (　) A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32 【答案】D　 【解析】第N能层为第4层,含有的能级分别为4s、4p、4d、4f,最多可以容纳2×42=32个电子。 2.一个原子在M能层上有10个电子,则M层电子排布式可以写成 (　) A.3p6 B.3d10 C.3s23p63d2 D.3s23p64s2 【答案】C 【解析】 M能层为第三能层,根据构造原理,M层电子依次排布在3s、3p、3d能级,故第三能层有10个电子的M层电子排布式为3s23p63d2。 3.下列表述不正确的是 (　) A.多电子原子中,原子轨道能量:E(3s)<E(3p)<E(3d) B.第四周期有18种元素,因此第四能层最多容纳18个电子 C.不同能层的s轨道能量不同 D.无论哪一个能层的p能级,最多容纳的电子数均为6 【答案】B　 【解析】多电子原子中,同一能层中各能级的能量顺序为E(ns)<E(np)<E(nd),原子轨道能量:E(3s)<E(3p)<E(3d),A正确;每个电子层最多容纳的电子数为2n2,所以第四能层最多容纳32个电子,B错误;一般能层越高,电子的能量越高,所以能层数越大,对应s轨道的能量越高,C正确;p能级最多填充6个电子,D正确。 4.若以E表示某能级的能量,下列能量大小顺序正确的是 (　) A.E(3s)>E(3p)>E(3d) B.E(3s)>E(3p)>E(1s) C.E(4f)>E(4s)>E(1s) D.E(5s)>E(4s)>E(4f) 【答案】C　 【解析】同一电子层上原子轨道的能量高低为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf),A、B、D错误。 考点2 基态与激发态 5.下列现象和应用与电子跃迁无关的是 (　) A.激光 B.焰色试验 C.缓慢氧化放热 D.霓虹灯 【答案】C　 【解析】 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量,光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式,即电子跃迁本质上是构成物质的粒子(原子、离子或分子)中电子的一种能量变化,如激光、焰色试验、霓虹灯都与原子核外电子跃迁释放能量有关。而缓慢氧化放热是化学能转化为热能,与电子跃迁无关,故C符合题意。 6.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红光,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吸收除红光以外的光 B.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量 C.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光 D.通电后在电场作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应 【答案】B　 【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能级,但处于能量较高能级上的电子是不稳定的,很快会跃迁回能量较低的能级而以光的形式释放能量。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $