01-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（课件PPT）-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修二同步课件（人教版·不定项）

第一章 原子结构与性质 1 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 2 1.了解有关核外电子运动模型的发展历程，认识核外电子的运动特点。 2.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。 3.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征，理解基态与激发态的含义 与关系，能从电子跃迁的角度初步解释原子光谱的形成。 返回导航 学习目标 3 1 知识点一 能层与能级 2 知识点二 基态与激发态 原子光谱 3 课堂检测 巩固落实 4 PART 01 知识点一 能层与能级 5 1.核外电子运动模型的发展历程 （1）1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出①__________， 开启了用原子结构解释②____________的篇章。 构造原理 元素周期律 （2）1925年，玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”，厘清了核外电子的 可能状态，复杂的原子光谱得以诠释。 （3）1936年，德国科学家马德隆发表了以③__________事实为依据的完 整的④__________。 原子光谱 构造原理 返回导航 6 2.能层 （1）划分依据：核外电子按⑤______不同分成能层。 （2）能层序号、符号以及所能容纳的最多电子数如下： 能量 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 ⑥___ ⑦___ ⑧___ ⑨___ ⑩___ ⑪___ ⑫___ 最多电子数 ⑬___ ⑭___ ⑮____ ⑯____ ⑰____ ⑱____ ⑲____ 2 8 18 32 50 72 98 （3）能量关系 能层越高，电子的能量⑳______，能量的高低顺序为㉑________________ __________________________________。 越高 返回导航 7 3.能级 （1）多电子原子中同一能层电子的能量也有高低，所以将同一能层又分 为不同的能级。 （2）表示方法 ①任一能层的能级总是从__能级开始。 ②能级数该能层序数，即第一能层只有1个能级 ，第二能层有2个能 级和，第三能层有3个能级、和 ③每一能级用相应能层的序数和字母、、、 组合在一起来表示, 如 能层的能级按能量由低到高的顺序为 能级的字母代号总是按、、 、 排序的。 返回导航 8 学思用1 以能级为例，不同能层的 能级之间的能量有何关系？ 答案：不同能层的 能级的能量关系： （3）、、、 各能级能容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数 序列1,3,5, 的2倍。 返回导航 9 （4）能层、能级及所能容纳的最多电子数如下： 能层 能级 ㉓ ___ ㉔ ___ ㉕ ___ ㉖ ___ ㉗ ___ ㉘___ ㉙ ___ ㉚ ___ ㉛___ ㉜ ____ … … 最多电 子数 ㉝ ___ ㉞ ___ ㉟ ___ ㊱ ___ ㊲ ___ ㊳ ____ ㊴ ___ ㊵ ___ ㊶ ____ ㊷ ____ 2 6 … … 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 返回导航 10 学思用2（1）以、、、 为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？ 、、 能级所能容纳的最多电子数是否相同？ 答案：最多容纳的电子数：能级为2，能级为6，能级为10， 能级为 14；、、 能级所能容纳的最多电子数相同。 （2）第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？ 答案：第五能层最多容纳50个电子；它们分别容纳在5个能级中。 返回导航 11 （1）多电子原子中，每个电子的能量都不相同 ( ) × 答案： 多电子原子中，同一能层中同一能级上的电子能量相同 （2）表示层上的 能级( ) × 答案： 层上只有3个能级、和 （3）能级的能量一定比 能级的能量低( ) × 答案： 同一能层中，能级的能量一定比 能级的能量低，但不同能层中， 能级的能量不一定比能级的能量低，如 返回导航 12 （4）层有、、 个能级，最多能容纳18个电子( ) √ （5）任一能层的能级总是从 能级开始，而且能级数不一定等于该能层序 数( ) × 答案： 任一能层的能级数一定等于该能层序数 （6）、、、 能级的能量高低顺序为 ( ) √ 返回导航 13 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的能量大小关系是<m></m> 返回导航 14 1.（2025·泉州高二统考）下列各能层中不包含 能级的是( ) A. B. C. D. 解析：选A。各能层中，能级数等于能层序数。能层中含有能级，无 能级，故A符合题意；能层中含有、能级，故B不符合题意； 能层 中含有、、能级，故C不符合题意；能层中含有、、 、 能级，故D不符合题意。 √ 返回导航 15 2.某一能层上 能级最多可容纳的电子数为 ( ) A.6 B.10 C.14 D.15 解析：选B。能级按照、、、 的顺序，最多可容纳的电子数依次 为1,3，5， 的2倍，所以能级最多可容纳的电子数为 。 √ 返回导航 16 3.若以 表示某能级的能量，下列能量大小顺序正确的是( ) A. B. C. D. 解析：选A。B项，应为 ；C项，应为 ；D项，应为 。 √ 返回导航 17 4.下列关于能层和能级的认识正确的是( ) A.各能层含有的电子数为 B.各能层的能级都是从能级开始至 能级结束 C.各能层含有的能级数为 D.无论哪一个能层的 能级，最多容纳的电子数均为2 解析：选D。各能层最多含有的电子数为 ，但原子最外层电子数不能 超过 层为最外层时，不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第 三层电子数不能超过32，A错误；各能层的能级都是从 能级开始，每个能 层上能级个数与能层序数相等，为，所以各能层的能级不都是至 能级结 束，B、C错误； 能级最多容纳的电子数均为2，D正确。 √ 返回导航 18 PART 02 知识点二 基态与激发态 原子光 谱 19 1.基态原子与激发态原子 光（辐射）是电子跃迁释放能量的重要形式。如焰火、霓虹灯光、激光、 荧光、 灯光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。 最低能量 较高能量 较高 吸 收 释放 返回导航 20 2.原子光谱 （1）成因及分类 不同元素原子的电子发生⑥______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⑦__________或⑧__________，总称原子光谱。 跃迁 吸收光谱 发射光谱 吸 收 吸收 释放 发射 返回导航 21 （2）光谱分析 一种元素有一种原子光谱，一种原子光谱对应着一种元素。在现代化学中， 常利用⑬__________上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 原子光谱 返回导航 22 学思用（1）充有氖气的霓虹灯能发出红光的原因是什么？ 答案：霓虹灯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，该光的波长恰好处于可见光区域 中的红色波段。 返回导航 23 （2）金属元素的焰色属于吸收光谱还是发射光谱？进行焰色试验时不同 金属元素产生不同颜色火焰的原因是什么？ 答案：金属元素的焰色属于发射光谱。当金属或其盐在火焰上灼烧时，金 属原子或离子中的电子吸收能量，从能量较低的能级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，很快跃迁回能量较低的能 级，这时就将多余的能量以光的形式释放出来。而释放出来的光的波长在 可见光范围内（波长为 ），因而能使火焰呈现出颜色。不同 金属元素的原子或离子的结构不同，电子跃迁时能量变化不同，放出的光 的波长不同，所呈现的焰色也就不同。 返回导航 24 （1）电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态时，将释放能量 ( ) √ （2）激光、荧光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关( ) × 答案： 激光、荧光都与原子核外电子跃迁释放能量有关 （3）产生激光的前提是原子要处于激发态( ) √ （4）电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱( ) × 答案： 电子由基态跃迁到激发态和由激发态跃迁到基态均会产生原子光谱 返回导航 25 1.同一原子的基态和激发态相比较，正确的是 ( ) A.基态时的能量比激发态时的高 B.基态时释放能量成为激发态 C.基态时的能量比激发态时的低 D.激发态时比较稳定 解析：选C。对同一原子来说，基态时的能量比激发态时的低，基态时比 较稳定。 √ 返回导航 26 2.烟花又称花炮、焰火，常用于典礼或表演中。下列对烟花燃放的过程叙 述错误的是( ) A.与电子的跃迁有关 B.该过程中吸收能量 C.焰色试验属于物理变化 D.该过程中金属原子可能由激发态转化为基态 解析：选B。烟花燃放的过程是释放能量的过程，B项错误。 √ 返回导航 27 3.电子由能级跃迁至 能级时，可通过光谱仪直接摄取( ) A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱 C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱 解析：选B。能量：，故电子由能级跃迁至 能级时， 需要吸收能量，形成吸收光谱。 √ 返回导航 28 PART 03 课堂检测 巩固落实 29 1.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( ) A.最易失去的电子能量最高 B.同一个能层上的不同能级，能量大小不同 C.层电子的能量比 层电子的能量低 D.在离核最近的区域内运动的电子能量最低 解析：选C。能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去， 故A正确；在第 层中不同能级的能量大小顺序为 ，同一个能层上的不同能级，能量 大小不同，故B正确；能层越高，电子的能量越高，能量高低顺序 ，故C错误；在离核最近的区域内运动的电子能量最低，故D 正确。 √ 返回导航 30 2.（教材习题改编）以下能级符号正确的是( ) A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 解析：选D。能级数与能层序数相同，当时，只有、 能级， 不会出现能级，而当时，不会出现 能级。 √ 返回导航 31 3.下列有关 能层的说法正确的是( ) A.表示第二能层 B.最多能容纳8个电子 C.表示第三能层 D.含有、、、 四个能级 解析：选C。能层表示第三能层，含有、、 三个能级，A、D错误， C正确； 能层最多能容纳 18 个电子，B错误。 √ 返回导航 32 4.当碳原子核外一个电子由能级跃迁到 能级时，下列说法正确的是 ( ) A.碳原子由基态变为激发态 B.碳原子由激发态变为基态 C.该过程将产生发射光谱 D.碳原子要向外界环境释放能量 解析：选A。当碳原子核外一个电子由能级跃迁到 能级时，碳原子由 基态变为激发态，吸收能量，产生吸收光谱。 √ 返回导航 33 5.（1）吸收光谱是______的电子跃迁为________的电子产生的，此过程中 电子______能量；发射光谱是________的电子跃迁为__________________ _________的电子产生的，此过程中电子______能量。 基态 激发态 吸收 激发态 较低能量的激发态 乃至基态 释放 （2）1861年德国人基尔霍夫和本生 研究 锂云母的某谱时，发现在深红区有一新线，从而发现了铷元素，他们研究 的是__________。 原子光谱 （3）含有钾元素的盐的焰色为____色。许多金属盐都可以发生焰色试验， 其原因是________________________________________________________ _______________________________________。 紫 激发态的电子从能量较高的能级跃迁到能量较低的能级时，以 一定波长（可见光区域）光的形式释放能量 返回导航 34 $