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-【成才之路·学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步新课程学习指导(人教版)

001 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 学习目标 1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程。 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。 3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。 学习任务一：能层与能级 一必备知识 1.原子结构模型发展过程① ①基于证据建构模型→模型 局限→基于新证据建构新 1803年道尔 1904年汤姆 1911年卢 1913年玻 19261935 孙“葡萄干 瑟福核式 尔原子结 年电子云 模型→模型应用。 顿原子论 布丁”模型 结构模型 构模型 模型 2 2.能层② 高中阶段只研 究前4能层 (1)核外电子按 不同分成能层，第一、二、三、四、五、六、七能 核外电子最 大容纳数为 层分别用符号 (2×n2) 表示。 核外电子 (2)能层越高，电子的能量越高，第一、二、三、四、五、六、七能层离核 核 总是尽量 排满能量 的距离 ,电子的能量 最低、离 3.能级 核最近的 能层，然后由 (1)分类依据：根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们 里向外，依次排在 能量较高的能层；而 分成不同能级。 失电子总是先失去最外 (2)表示方法：能级用相应能层的序数和字母 …组合在 层电子 起来表示。 ③如下图，能级中每上一能级 (3)能层序数及容纳电子数 比下一能级多容纳4个 电子 ①能层序数 该能层所包含的能级数，如第三能层有3个 ●●●●●●●●●●d 能级 ●●●●●●p ●●S ②s、p、d、f能级可容纳的电子数③为1、3、5、7的 002 三自学辨析 1.能级就是电子层。 ④在多电子原子中，能层或能 2.2d表示L层中的d能级。 级的能量关系 3.3d能级最多容纳6个电子。 E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)..... 4.任一能层的s能级最多容纳的电子数均为2。 5.同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐升高。 三课堂探究 同 〉●es 典例1：(2025·合肥一六八中学检测)下列有关能层和能级的叙述 能 0●xy2P、 级 正确的是 相同能层 A.M层有s、p共2个能级 B.3d能级最多容纳10个电子，3f能级最多容纳14个电子 >E(p)=E(p,)=E(p) C.无论哪一能层的p能级最多容纳的电子数均为6 相同能级 D.任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 不 要点归纳：能层、能级与其最多可容纳的电子数之间的关系④ 能 层 能层(n) 二 三 四 五 六 七 E(1s)<E2s)<E(3s)<E(4s)… 符号 K L M 0 能级 3s 3p 3d 4s 4p 4d 5s 容纳最多 2 2 6 6 6 10 14 电子数 2 18 32 … 对点训练1：(2025·广东深圳高二期末)下列能级符号表示正确且 容纳的最多电子数按照从少到多的顺序排列的是 ( ) A.1s、2p3d B.1s、2s、3s C.2s、2p、2d D.3p3d、3f 学习任务二：基态与激发态 原子光谱 一必备知识 1.基态原子与激发态原子① 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 1)基态原子比激发态原子 级，变为激发态原子。 稳定。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化（如下图） 2)光（辐射）是电子跃迁释 吸收能量、 基态 激发态 放能量的重要形式。 释放能量 ●—一吸收能量 2.原子光谱② P. (1)原子光谱：不同元素原子的电子发生 时会吸收或释放 基态 不同的光。原子光谱包括吸收光谱和发射光谱。可以用光谱 仪®摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱。 释放能量一激发态 003 (2)光谱成因（如下图） 形成 吸收能量 基态原子 电子跃迁激发态原子 释放能量 ②金属的焰色试验中，一些金 形成 属元素呈现不同的焰色的 原因：焰色试验发生的过程 (3)光谱分析 为基态原子吸收能量 激发 在现代化学中，利用 上的特征谱线来鉴定 的 态原子释放能量，基态原子， 分析方法。 激发态原子中的电子跃迁 三自学辨析 到低能级时将产生发射光 1.电子跃迁时要吸收能量。 谱，多余的能量以光的形式 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。( 释放出来。释放的能量不 同，光的颜色不同。 3.Na的一个电子，从1s能级跃迁到3p能级，通过光谱仪可观察到的是 发射光谱。 ) 目金属检测光谱仪的工作 4.原子光谱是指电子在激发态跃迁到基态时产生的光谱。 原理 三课堂探究 接收器+分析仪 典例2：(2025·河北张家口高二期末)生活中很多美轮美奂的现象 都蕴含了丰富的化学知识。下列现象与电子跃迁无关的是( X射线 ● S●● p Ve 知 ,吸能 属 个放能 ● s● 回到稳定〉 A.节日烟花 B.LED灯光造型 状态 ④电子的跃迁是物理变化 (未发生电子转移)，一般 在能量相近的能级间发生， C.林间的丁达尔现象 D.夜幕中激光投影 而原子得失电子时发生的 命要点归纳：光谱的产生和应用 是化学变化。 1.光（辐射）是电子跃迁④释放能量的重要形式之一。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，将以光的形 式释放能量。 2.日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光，都与原子核外电子 发生跃迁释放能量有关。 3.可以利用金属元素电子跃迁产生的焰色试验鉴别元素种类。 4.可见光包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，其中紫色光的波长最短、红 光的波长最长。 004 对点训练2：(2025·浙江省绍兴市柯桥区高二期末)下列说法正确的是 A.3p2表示3p能级上有两个轨道 B.处于最高能量的原子叫基态原子 C.钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关 D.第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱 课堂素养评价 1.下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是 ①玻尔原子结构模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子论⑤核式模型 A.①③②⑤④ B.④②③①⑤ C.④②⑤①③ D.④⑤②①③ 2.(2025·湖南娄底高二期末)根据能量不同能层又可分为不同的能级，分别用s、P、d、「等字母表 示，以下能级符号正确的是 A.1p B.2d C.3f D.4s 3.下列关于同一原子中的基态和激发态说法正确的是 ( A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定 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原子光谱 4.钠原子的原子序数为11，试回答下列问题： (1)写出钠的原子结构示意图： (2)钠的最外层有1个电子，若该电子分别位于①3s、②3p、③3d三种能级，则钠原子的能量最低 的情况是 (填序号)，若将钠原子从①转化为②，则会 (填“吸收”或“释 放”)能量，若将钠原子从③转化为①，则会产生 (填“吸收”或“发射”)光谱。 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[1] 第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道 学习目标 1.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。 2.知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。 3.知道电子的运动状态（空间分布及能量）可通过原子轨道和电子云模型来描述。 学习任务一：构造原理与电子排布式 一必备知识 1.构造原理 (1)以 为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 的顺序称为构造 原理。 (2)示意图 Q a@00000 P @@OOO →每一行对应一个 0@O →每一个小圆圈表示一个 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数 递增而增加的电子填入能级的顺序 K学案及练案部分 参芳答案 [学案部分] 第一章原子结构与性质 子跃迁产生光子与入射光子具有相关性，即入射光与辐射光 的相位相同，如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用 第一节原子结构 其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量，那么产生 的光就是激光，与电子跃迁有关，D不符合题意。 对点训练2：C3p2表示3p能级上有2个电子，故A错误：处于 第1课时 能层与能级基态与激发态 原子光谱 最低能量的原子叫基态原子，故B错误；钠和钾的原子结构不 同，电子由能量高的激发态，跃迁到能量低的激发态乃至基态 学习任务一 时，所释放的能量不同，导致放出的光的光波不同，因而形成 一、必备知识 不同的颜色，故C正确；第四周期主族中金属元素从左到右， 2.(1)能量KLMN0PQ 元素的金属性依次减弱，但过渡元素不一定符合，如Z的金 (2)由近到远由低到高 属性比Cu强，故D错误。故选C。 3.(2)sp、d,f(3)①等于3s3p3d②二倍 课堂素养评价 二、自学辨析 1.C①玻尔原子结构模型于1913年提出；②“葡萄干布丁”模 1.×提示：能层是电子层。 型是由汤姆孙于1904年提出；③量子力学模型于20世纪20 2.×提示：L层只有sP能级。 年代中期提出；④道尔顿原子论于1803年提出；⑤核式模型 3.×提示：最多容纳10个电子。 由卢瑟福于1911年提出；故按提出时间的先后顺序排列正确 4.V5.V 的是④②⑤①③. 三、课堂探究 :2.D第一层的能级上只有s,A错误：第二层的能级为s、p,B错 典例1：C能层序数=能级数，故M层有3s、3p、3d三个能级，A 误：第三层的能级为s、p、d,C错误：第四层的能级为s、p、d、f, 项错误；d能级最多容纳10个电子，f能级最多容纳14个电D正确。 子，但第三能层并没有f能级，B项错误；K层只有s能级，D3.C激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确；电子从较低能 项错误。 量的基态跃迁到较高能量的激发态时，也会产生原子光谱，D 对点训练1：AK层只有1个能级，为1s,最多容纳2个电子；L 不正确。 层有2个能级，分别为2s、2p,2p最多容纳6个电子：从M层 开始有d能级，3d能级最多容纳10个电子，故A正确；s能级 4. 均最多容纳2个电子，故B错误；L层没有2d能级，故C错 (2)①吸收发射 误；N层开始有f能级，即4f,第三能层没有f能级，故D错误。 学习任务二 【解析】(2)由于能量：3s<3p<3d,则钠原子的能量最低的 情况是①；由于能量①<②，所以若将钠原子从①转化为②， 一、必备知识 则会吸收能量；因为能量③>①，所以将钠原子从③转化为 1.(1)最低能量(2)吸收较高 ①，则会产生发射光谱。 2.(1)跃迁(2)吸收光谱发射光谱 (3)原子光谱元素 第2课时构造原理与电子排布式 二、自学辨析 电子云与原子轨道 1.×提示：电子由基态跃迁至激发态吸收能量，由激发态跃迁 至基态释放能量。 学习任务一 2.×提示：都与原子核外电子跃迁释放能量有关 一、必备知识 3.×提示：因为从1s一3p能级，要吸收能量，通过光谱仪可观1.(1)光谱学事实 能级(2)能层能级 察到的是吸收光谱。 (3)3p3d4s 4.×提示：吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 2.能层序数能级上排布的电子数能级符号 三、课堂探究 (1)右上能层1s22s22p3s23p 典例2：C节日燃放的烟花中含有不同的金属元素，当金属元 (2)[He]2s22p3、[Ar]4s2 素在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的 (3)价电子层价层电子排布3d4s 轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子二、自学辨析 是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能1.×提示：从构造原理示意图中可以看出存在一些不同能层 量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有 的能级交错现象。例如，E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)等。 关，A不符合题意；LED灯发光是原子的发射光谱，与原子核2.×提示：电子填充时是按照能级能量由低到高的顺序填 外电子发生跃迁有关，B不符合题意；林间的丁达尔现象是胶：充的。 体粒子对光线的散射作用，与电子跃迁无关，C符合题意；电3.×提示：K的价层电子排布式为4s。 -157