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（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（人教版 单选）

本高中化学讲义聚焦原子结构第一课时核心知识点，从核外电子能量差异出发，系统梳理能层与能级的关系，明确能层序数等于能级数及各能级最多电子数规律，进而衔接基态与激发态的电子跃迁原理，关联原子光谱的形成与应用，构建微观结构学习支架。 资料通过问题链驱动探究，如分析M层能级组成及电子数，结合焰色试验、霓虹灯光等实例，培养学生宏观辨识与微观探析素养，通过例题与练习题强化证据推理与模型认知能力。课中助力教师引导学生构建原子结构模型，课后帮助学生通过实例分析与练习查漏补缺，深化对微观粒子运动规律的理解。

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 [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，建立证据与结论之间的逻辑关系，培养证据推理与模型认知的核心素养。 2.通过分析核外电子能量不同的现象，理解基态与激发态的含义与关系，能辨识光谱与电子跃迁之间的关系，培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 [对应学生用书P1] 知识点一　能层与能级 1．能层 根据多电子原子的核外电子的__能量差异__，将核外电子分成不同的能层，能层用n表示。n值越大，能量越__高__。 2．能级 多电子原子中，同一__能层__的电子__能量__不同，将它们分成不同的能级，通常用ns、np、nd、nf……表示，同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)…… 3．能层、能级中所容纳的电子数 能层 K L M N O …… 能级 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 …… …… 2 8 18 __32__ …… …… 1．每个能层中含有相同数目的能级吗？一个能层的能级数与能层序数(n)间存在什么关系？ 提示：不相同。一个能层的能级数等于该能层的能层序数。如该能层序数为4，则该能层的能级数为4。 2．M层中有几个能级？分别用什么符号表示？各能级最多容纳多少个电子？ 提示：M层中共有3个能级；分别表示为3s，3p，3d；s能级最多容纳2个电子，p能级最多容纳6个电子，d能级最多容纳10个电子。 3．多电子原子中，同一能层各能级的能量是否相同？若不相同，其能量高低顺序是什么？ 提示：不相同；E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)。 4．2p能级上最多可容纳________个电子，这些电子的能量________。 提示：6　相等 1．能层、能级中的数量关系 (1)任一能层，能级数＝能层序数，且总是从s能级开始。 (2)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……的二倍。 (3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍，即2n2。 (4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。 2．能层、能级中的能量关系 1．符号为M的能层所含的能级有(　　) A．2种　　　　　　　 B．3种 C．8种 D．18种 解析　根据能级的个数＝所在能层的能层序数，M能层是第三能层，能层数为3，所以能级数也为3，B项正确。 答案　B 2．下列叙述正确的是(　　) A．能级就是电子层 B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2 C．同一能层中的不同能级的能量高低相同 D．不同能层中的s能级的能量高低相同 解析　能层是电子层，对于同一能层里能量不同的电子，又将其分为不同的能级，故A错误；每个能层最多可容纳的电子数是2n2，故B正确；同一能层里不同能级，能量按照s、p、d、f的顺序升高，故C错误；不同能层中的s能级的能量不同，能层越大，s能级的能量越高，例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)……，故D错误。 答案　B 3．比较各能层或能级中电子能量大小： (1)E(2s)________E(4s); (2)E(3p)________E(3d); (3)E(5d)________E(4d); (4)E(3s)________E(2p); (5)E(K)________E(L)________E(M)。 解析　不同能层的能量按K、L、M、N、O、P、Q…的顺序依次升高，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f…的顺序依次升高。 答案　(1)<　(2)<　(3)>　(4)>　(5)<　< 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 2．光谱与光谱分析 (1)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，总称原子光谱。 (2)光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱上的__特征谱线__来鉴定元素，称为光谱分析。 (3)光谱分析的应用——__鉴定元素__。 ①发现新元素：许多元素是通过原子光谱发现的，如铯(1860年)和铷(1861年)，其光谱图中有特征的蓝光和红光。又如1868年科学家们通过分析太阳光谱发现了稀有气体氦。 ②检验元素：焰色试验中产生的焰色是电子跃迁的结果，焰色的产生与消失是物理变化，该过程中可能伴随化学变化。 ③生产生活中，焰火、霓虹灯光、激光等都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 1．金属元素的焰色试验属于________光谱(填“吸收”或“发射”)。 提示：发射　光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式，焰色试验属于发射光谱。 2．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释放能量而完成的；电子跃迁是物理变化(未发生电子转移)。 3．许多金属盐都可以发生焰色试验，请用原子结构的知识解释其原因？ 提示：金属原子吸收能量从基态跃迁到激发态后，电子从高能级轨道跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来。 1．两种跃迁。 2．电子跃迁是物理变化。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (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、荧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。(　　) (6)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)× 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 解析　原子光谱是用来发现新元素和鉴定元素种类的。 答案　C 3．下列关于原子结构的说法正确的是(　　) A．电子由3d能级跃迁至5s能级，可通过光谱仪摄取原子的发射光谱 B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增强 C．电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 D．日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关 解析　由于E3d<E4p，电子由3d能级跃迁至4p能级时，需要吸收能量，通过光谱仪摄取到的是原子的吸收光谱，A错误；原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种，电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱，由基态跃迁到激发态时产生吸收光谱，C错误；日常生活中我们看到的许多可见光，如焰火、LED灯、激光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D错误。 答案　B [对应学生用书P3] 1．若能层序数n＝3，则下列能级符号错误的是(　　) A．ns　　　　　 B．np C．nd D．nf 解析　每一能层含有的能级数与其能层数相等，则n＝3时，能层数为3，则有3s、3p、3d能级，不存在3f，从n＝4时开始出现f能级，故选D。 答案　D 2．(2024·重庆高二月考)某一能层上nd能级最多可容纳的电子数为(　　) A．6 B．10 C．14 D．15 解析　能级按照s、p、d、f…的顺序，最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7…的2倍，所以nd能级最多可容纳的电子数为2×5＝10。 答案　B 3．下列有关能层和能级的叙述中正确的是(　　) 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 解析　A项，M能层有s、p、d共3个能级，最多容纳18个电子；B项，3d能级最多容纳10个电子，从N能层开始有f能级，最多容纳14个电子，不存在3f能级；C项，每个能层都从s能级开始，且s能级最多容纳2个电子；D项，K能层只有s能级，不含有p能级。 答案　C 4．以下现象与核外电子的跃迁有关的是(　　) ①霓虹灯发出有色光　②棱镜分光　③激光器产生激光　④石油蒸馏　⑤凸透镜聚光　⑥节日燃放的焰火　⑦日光灯通电发光　⑧冷却结晶 A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧ C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦ 解析　核外电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时释放能量，主要体现为光(辐射)，因此，许多可见光，如日光灯灯光、霓虹灯灯光、激光、焰火等均与电子跃迁有关。 答案　A 5．填空。 (1)用符号填写能层所含能级种类： K层：________；L层：________； M层：________；N层：________。 (2)用数字填写能级所能容纳的最多电子数目： s：________；p：________；d：________；f：__________。 (3)比较下列能级的能量高低(填“<”“＝”或“>”)。 ①4s______3s______2s______1s； ②4f________4d________4p__________4s； ③1s______2p______3d______4f。 答案　(1)1s　2s、2p　3s、3p、3d　4s、4p、4d、4f (2)2　6　10　14　 (3)①>　>　>　②>　>　>　③<　<　< 学科网（北京）股份有限公司 $