1.1 第1课时能层与能级构造原理-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册同步辅导与测试(人教版)

学习讲义参考答案与解析 第一章原子结构与性质 ol厂1。根据表中数据可知，紫外光具有的能量足以使蛋白质分子 中的化学键断裂，从而破坏蛋白质分子 第一节原子结构 答案399紫外光具有的能量足以使蛋白质分子中的化学键断 第1课时能层与能级构造原理 裂，从而破坏蛋白质分子 随堂·巩固双基 必备知识·自主梳理 1.D[多电子原子中，同一能层的电子可分占不同的能级，K能层只 (一)1.(1)能量KLMN2n2(2)高2.(1)能量3ss 有s能级，L能层有s、P能级，从M能层开始有d能级。] (2) (3)22626102610142 (二)1.(1)最低能量(2)吸收较高(3)光2.(1)吸收发射 :2,D人第能层为第4层，合有的能级分别为d,最多可以容纳 32个电子，D正确。] (2)原子光谱 13.D[锌原子3d能级应排10个电子：磷原子的3s能级应排2个电 (三)核电荷数能层能级能级能级右上角能层电子数： 子，3p能级应排3个电子：书写电子排布式时，应将同能层的能级放 能级1s22s”2p1s22s22p.1s22s22p3s23p2 到一起。 关键能力·合作探究 :4.(1)3s3p 新知探究（一） (2)1s22s22p3s23p3d4s2Ar73d4s2 跟踪训练 (3)4s4f5(4)[Ar]3d"或1s22s22p3s23p3d 1.A[A.2能层，含有2个能级，分别是2s、2p能级，不包含d能级，A 第2课时原子轨道核外电子排布 选：B.3能层，含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，包含d能级，B必备知识·自主梳理 不选：C.4能层，含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，包含d能（一）1.概率2.(1)概率密度(2)越大3.(2)①球大@哑铃 级，C不选：D.5能层，含有5个能级，分别是5s、5p、5d、5f、5g能级， (3)1357 包含d能级，D不选。] :(二)顺时针逆时针2相反原子轨道先单独分占自旋平行 2.C[从第一能层开始，每一能层最多可容纳的电子数为2、8、18、1 基态离子。能量不同 32,因此原于核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n',故A!关键能力·合作探究 正确；同一能层中不同能级上电子能量关系为ns<p<nd<f,电新知探究（一） 子填充时优先填充能量较低的能级，因此任一能层的能级总是从$跟踪训练 能级开始，能层中能级数等于能层序数，故B正确：不同能层中s能！1.C[A,不同能级的原子轨道形状可以相同，如1s、2s能级的原子轨 级的能量不相同，即1s2s3s4s…,故C错误；相同能层中同： 道都是球形，只是半径不同，A错：B.现在的技术无法测定电子在原 一能级的原子轨道能量相同，即相同能层中P电子的原子轨道能量： 子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动状态，B错：C,任 相同，故D正确。] 何电子层的p能级都有3个p轨道，C正确；D,根据B项分析，氢原 3.B[能层含有的能级数等于能层序数，第三能层有3个能级(3s、3p 子s轨道呈球形，并不是电子运动轨迹呈球形，D错。] 和3d)。] :2.B「电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小，不是 新知探究（二） 表示电子运动的轨迹，A错误，B正确：电子云界面图中的小点越密 情景导引 表示电子在核外空间出现的机会越多，C错误：钠原子的1s、25、3s 提示： 电子云半径逐渐增大，D错误。] 3.D[同一电子层中，s能级的能量小于p能级的能量，A错误：2s的 电子云半径比1s的电子云半径大，说明2s电子在离核更远的区域 铜原子的原子结构示意图 ②299 出现的概率比1s电子的大，B不正确：当电子在同一电子层的不同 能级上时，其能量不相同，C不正确：f能级中有7个原子轨道，每个 铜原子的电子排布式 1s2s22p3s23p3d4s 原子轨道最多能容纳2个电于，且自旋方向相反，D正确。] 新知探究（二） 铜元素的原子3d及4s上电子的轨道 3d 4s 情景导引 表示式 付个四个冈个 :1,提示：A表示的是硼的基态原子：因为B中s轨道中的两个电子的 自旋方向相同，违背了泡利原理。 CuFeS2中Cu+的电子排布式 1s22s2p53s23p53d" 2.提示：2s能级的能量高于15能级，电子应首先占据能量最低的原子 轨道，从而使整个基态原子的能量最低，因此氯的电子排布式是 跟踪训练 1s2,而不是1s2s。 1.B[A.A1为13号元素，核外有13个电子，则其核外电子排布式为！3.提示：①②③⑤违背了洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨 1s22s22p3s23p,故A正确：B.S为16号元素，核外有16个电子，1 道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行。 而S2-核外有18个电子，3p轨道也被填满，即1s22s22p3s3p,故 ④违背了泡利原理，一个原子轨道最多只容纳2个电子，而且这2个 B错：C.Na为11号元素，核外有11个电子，则其核外电子排布式为 电子的自旋相反。 1s2s2p3,故C正确D,F为9号元素，核外有9个电于，剥其核：眼学训练项只表示出说外层电子就，B项只表示出杭外电子的分层罪 外电子排布式为1s22s22p,故D正确] 布情况，C项具体到能层、能级以及能级上的电子数，而D项包含了 2.B[根据构造原理判断，填入顺序为3p→4s→3d,A项正确：根据构 能层、能级以及原子轨道上电子的自旋状态。] 造原理可知，3s与4s能级之间还有3p能级，B项错误：电子最后填 3d 入的能级不一定是原子最外层上的能级，如某些过渡元素，C项正 确：从M能层开始，电于填入的顺序是3g→3p→4s→3d…,与能2.D[下©3+的价电子排布式为3d5,轨道表示式为个个个个个 层的顺序不同，D项正确。] 故A错误：铬原子的价电子排布式为3d4s,轨道表示式为 3.D[根据构造原理可知，锌元素原子的核外电子排布式为！ 3d 4 1s22s22p3s23p3d04s2,徐3d04s2外，锌原子内层电子的排布与稀 个个个个个个，故B错误：电子优先单独占据1个轨道，且 有气体原子Ar的电子排布相同，因此锌的核外电子排布式可写为 自旋方向相同，N原子核外有7个电子，分2层排布，原子的轨道表 [Ar]3d104s2。] ls 2s 2p 提升·学科素养 示式为个四个个个个故C错误；S2的1层电子排布式为 应用体验 2s 2p 1,B[激光、原子光谱、霓虹灯是原子的发射光谱，与原子核外电子发 生跃迁有关，石墨导电是电子的自由移动，与电子的跃迁无关。] 2s22p,轨道表示式为个口个个个故D正确] 2.A[可见光中，紫色波长最短，即紫色波长为400nm~435nm。] 3.解折E=加-863X10X3X10-=6.63X10"J,期30m的常3.C[A.S是16号元索，原子结为示意图是日 6,A错误：B. 300×10-# 外光的光子所具有的能量6.63×101"×6.02×105×0.001≈399kJ·: 原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋平行，这种排布使原 121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 构造原理 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)能层与能级 2.原子光谱与光谱分析 1.能层 (1)原子光谱 (1)含义：核外电子按 不同分成不同的： 不同元素的原子，电子跃迁时会吸收或释放不同 能层（电子层）。电子的能层由内向外排序，分别： 的光，可以用光谱仪器摄取各种元素原子的 用 、O、 光谱或 光谱，总称原子光谱。 P、Q表示，其中每个能层最多容纳的电子数为 (2)光谱分析：在现代化学中，利用 上的 个（其中能层序数用n表示）。 特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 (2)能量关系：能层越高，电子的能量越 (三)构造原理与电子排布式 ,能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M) 以光谱学事实为基础，从氢开始，随 <E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。 含义 递增，新增电子填入能级的顺序称为 构造原理 2.能级 (1)含义：同一能层电子的 不同，将它们 构造 @0000O 分为不同的能级。分别用相应能层的序数和字： 原理 p®@@OOO 每一行对应一个 母s、p、d、f表示，如第3能层的s能级可表示为： o@@@Q 图示 N国@ 图中小圆圈表示一个 任一能层能级总是从 能级： 箭头引导的曲线显示递增电子填入的顺序 开始。 (2)同一能层不同能级的能量顺序：E(ns) E(np) E(nd) E(nf)…。 ①将 上所排布的电子数标注在 (3)各能级最多容纳的电子数 该能级符号 ,并按照 左到右的顺序排列的式子。图示如下： 能层 K L M N 核外 能层→1s2s22p3能级上容纳的 能级 2s 2p 3s 3p 3d 电子 4s 58 写法 排布 最多 的表 电子数 示方 ②电子排布式是按能级由里到外的顺序 书写，而不是按照构造原理顺序书写 (二)基态与激发态原子光谱 法 1.基态原子与激发态原子 实例 写出下列基态原子的核外电子排布式： 0: :Ne: :Si: (1)基态原子：处于 状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子 能量后，电子 ①构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并 跃迁到 能级，变成激发态原子。 构造 不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层 的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p (3)基态与激发态的相互转化 原理 →3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级 基态原子 吸收能量激发态原子 的认 交错。 释放能量 识和 ②构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实 理解 (辐射)是电子跃迁释放能量的重要 是经验的，而不是任何理论推导的结果。 形式。 ③构造原理是一个思维模型，是个假想过程 化学 选择性必修2 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 新知探究（一） 能层与能级 核心归纳 :2.能层或能级的能量关系 相同能层 不同能级 ns<np<nd<nf 1.能层、能级的有关规律 不同能层 1s<2s<3s<4s (1)在每一能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、 符号相同的能级 nf……(n为能层序数)。 跟踪训练 (2)任一能层的能级总是从s能级开始，能级数 1.下列能层(n)中，不包含d能级的是 等于该能层序数，即第一能层只有1个能级 A.2 B.3 C.4 D.5 (1s),第二能层有2个能级(2s和2印)，第三能层2.下列关于能层与能级的说法中不正确的是 有3个能级(3s、3p和3d),依次类推 ( ) A.原子核外每一个能层最多可容纳的电子数 (3)以s、p、d、f…排序的各能级可容纳的最多 为2n2 电子数依次为1、3、5、7…的2倍。每一能层最多 B.任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级 可容纳的电子数为2n(n为能层序数)。 数等于该能层序数 (4)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多： C.不同能层中s能级的能量相同 电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都 D.相同能层中p电子的原子轨道能量相同 :3.第三能层所含的能级数为 ( 只能容纳2个电子。 A.18 B.3 .8 D.2 新知探究（二） 构造原理与核外电子排布 情景导引 铜元素的原子3d及4s上电子的轨 道表示式 中国人民银行发行世界文化和自然遗产 武夷山普通纪念币。纪念币正面图案为中华人民 CuFeS2中Cu2+的电子排布式 共和国国徽，国徽上方刊“中华人民共和国”国名， 下方为装饰风格的武夷山图案并刊年号“2023”字 核心归纳 样；背面主景图案为武夷山玉女峰，以及九曲溪、金1，构造原理的实质 斑喙凤蝶、茶叶、竹排、武夷精舍、石刻等，主景图案 构造原理中的能级顺序，其实质是各能级能量由 下方刊“世界文化和自然遗产一武夷山”字样，右 低到高的顺序。绝大多数原子核外电子的填充 侧上方刊面额“5元”字样。纪念币为圆角正方形， 外接圆直径为30毫米，材质为黄铜合金。 顺序符合构造原理中的能级顺序。 :2.能级交错现象 当出现d能级时，电子按ns、(n一1)d、np的顺序 填充电子；当出现f能级时，电子按ns、(n一2)f、 (n一1)d、np的顺序填充电子。从第三能层开 黄铜是由铜和锌所组成的合金，其中铜元素在 始，各能级高低不完全符合能层顺序，产生了能 自然界中主要以化合态的形式存在，如黄铜矿是一： 级交错排列，即产生能级交错现象。 种铜铁硫化物矿物。化学式：CuFeS2。 3.电子排布式的书写 铜原子的原子结构示意图 (1)简单原子的电子排布式 铜原子的电子排布式 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高 的能级中，如sC:1s22s22p2。 第一章原子结构与性质 (2)复杂原子的核外电子排布式 其价层电子排布为3s23p5。通常，元素周期表只 先按能级由低到高填充 再将同一能层的能级按 给出价层电子排布。 电子 s、p、d、f…顺序排列 少 跟踪训练 26Fe:1s22s22p3s23p64s23d9 26Fe:1s22s22p3s23p3d54s 1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是 (3)特殊原子的核外电子排布式 ( 当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态 A.Al 1s22s22p63s23pl 时，能量相对较低，原子结构较稳定。 B.S2- 1s22s22p63s23p4 如24Cr的电子排布： C.Na 1s22s22p6 3s1 先按能量从低到高排列 1s22s22p3s23p4s23d4 D.F 1s22s22p5 2.下列有关构造原理的说法错误的是 3d5为半充满状态较稳定，因 A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序一般 此，需将4s上的一个电子调整 1s22s22p3s23p64s13d5 到3d能级上 为3p→4s→3d 2 B.某基态原子部分核外电子的排布式为3s24s2 将同一能层的能级排在一起 1s22s22p3s23p3d54s C.在多电子原子中，电子最后填入的能级不一定 4.简化电子排布式 是原子最外层上的能级 将电子排布式的内层电子排布用相应的稀有气 D.从第三能层开始出现能级交错现象，即电子填 体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为： 入能级的顺序与能层顺序不同 简化电子排布式。如氮、钠、钙的简化电子排布3.已知Na的核外电子排布式为1s22s22p3s,通 式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1、[Ar]4s2。 常可把内层己达稀有气体原子的电子层结构的 5.价层电子排布 部分写成“原子实”，如Na的核外电子排布式可 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应： 写成[Ne]3sl。用“原子实”表示的30号元素锌 中可能发生电子变动的能级称为价电子层（简称： 的原子核外电子排布式正确的是 () 价层)。该能级的电子排布式称为价层电子排： A.[Ne]3d104s2 B.[Ar]3d04s24p2 布。如Cl的简化电子排布式为[Ne]3s23p5,则： C.[Ar]3d84s24p2 D.[Ar]3d104s2 提升·学科素养 融汇贯通，提升素养 原子光谱的再认识 :2.钾的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着 太阳光或白炽灯发出的白光，是由红、橙、黄、： 广泛的应用。元素K的焰色试验呈紫色，其中紫 绿、蓝、靛、紫等不同波长的光组成的一种混合光， 色对应的辐射波长为 ( 其光谱是连续的。但是我们获得的任何原子的光 A.404.4nm B.553.5nm 谱都是线状的，而且每种原子都具有自己的特征光 C.589.2nm D.670.8nm 谱。把从长波部分的“红色”到较短部分的“紫色” 所形成连贯光谱的光称为“可见光”。其中，无法感 3.已知：波长为300nm的紫外光的光子，光子的能 知的长波长区域称为“红外线”，短波长区域称为 量与光的频率的关系为E=h,式中h=6.63× “紫外线”。原子光谱包括原子发射光谱和原子吸 1034J·s,光的波长入与光的频率y的关系为 收光谱。原子光谱是光与原子的能级发生作用，是： 入=C,其中光速c=3×108m·s1,根据下表有 分立的线状谱，一般用于元素分析。 关蛋白质分子中重要化学键的信息，求波长为 应用体验 300nm的紫外光的光子所具有的能量 1.许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是激发态： kJ·mol一1，说明人体长时间照射紫外光后皮肤 的电子从能量高的轨道跃迁到能量低的轨道时，能： 是否会受伤害的原因： 量以一定的波长（可见光区域）光的形式释放。下 列现象和应用与电子跃迁无关的是 ( 共价键 C-C CN C-S A.激光 B.石墨导电 键能/(kJ·mol1) 347 305 259 C.霓虹灯 D.原子光谱 化学 选择性必修2 随堂·巩固双基 达标训练，巩固提升 1.下列各能层不包含d能级的是 C.Ti:1s22s22p63s23p64s23d2 A.O能层 B.P能层 D.Br:1s22s22p3s23p63d104s24p5 C.M能层 D.K能层 :4.(1)Si的价层电子排布为 2.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为 (2)基态Fe原子的电子排布式为 ( (3)Fe成为阳离子时首先失去 轨道电 A.3、18 B.4、24 C.5、32 D.4、32 子，Sm的价层电子排布为4f6s2,Sm3+的价层 3.下列原子的电子排布式正确的是 ( ) 电子排布为 A.Zn:1s22s22p63s23p63d94s2 (4)Cu2+基态核外电子排布式为 B.P:1s22s22p63s33p2 温馨提示 请做课时分层检测（一） 第2课时 原子轨道 核外电子排布 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 (一)电子云与原子轨道 1.电子出现的概率密度 量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外 空间各处都可能出现，但出现的 不同， 可用概率密度(p)表示，即p=卡(P表示电子在 (3)各能级所含有原子轨道数目 某处出现的概率，V表示该处的体积)。 能级符号 ns nd nf 2.电子云 p (1)概念：处于一定空间运动状态的电子在原子 轨道数目 核外空间的 分布的形象化描述。 (二)泡利原理、洪特规则、能量最低原理 (2)意义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示 项目 内容 电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表： 电子除空间运动状态外，还有一种状态叫 示概率密度 电子 做自旋。电子自旋在空间有 和 (3)电子云轮廓图 自旋 两种取向，简称自旋相反，常用上 含义：常把电子在原子核外空间出现概率约为 下箭头（个和↓）表示自旋相反的电子 90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。 泡利 在一个原子轨道里，最多只能容纳 原理 个电子，它们的自旋 ,这个原 理称为泡利原理（也称泡利不相容原理） 轨道表示式（又称电子排布图），用方框（也 电子云轮廓图的绘制过程 电子排布 可用圆圈)表示 ,能量相同的原子 3.原子轨道 的轨道表 轨道（简并轨道）的方框相连，箭头表示一 (1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个空 示式 种自旋状态的电子，“个↓”称电子对，“个” 间运动状态称为一个原子轨道。 或“↓”称单电子（或称未成对电子） (2)形状 概念：基态原子中，填入简并轨道的电子总 ①s能级的原子轨道呈 形，能层序数越： 是 ,且 ,称为洪特规则 大，原子轨道的半径越 洪特 适用范围：不仅适用于基态原子，也适用于 0 规则 洪特规则是针对电子填入简并 2s 轨道而言的，并不适用于电子填入 3S ②p能级的原子轨道呈 形，能层序数越 的轨道 大，原子轨道的半径越大。 能量 在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 ③p能级有3个互相垂直的轨道，分别表示为 最低 能量最低的原子轨道，使整个原子的能量 PxPyP（如图)。 原理 最低，这就是能量最低原理