21-22版 能層與能級　基態(tài)與激發(fā)態(tài)

1、第1課時(shí)能層與能級基態(tài)與激發(fā)態(tài)核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)1.通過認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布理解能層與能級的關(guān)系。2.通過核外電子能量不同分析、理解基態(tài)與激發(fā)態(tài)的含義與關(guān)系。3.能辨識光譜與電子躍遷之間的關(guān)系。隨堂演練知識落實(shí)課時(shí)對點(diǎn)練內(nèi)容索引一、能層與能級二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜一、能層與能級1920年，丹麥科學(xué)家玻爾在氫原子模型基礎(chǔ)上，提出 ，開啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋 的篇章。1925年以后，玻爾的“殼層”落實(shí)為“能層”與“能級”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。1936年，德國科學(xué)家馬德隆發(fā)表了以 事實(shí)為依據(jù)的完整的 。構(gòu)造原理元素周期律原子光譜構(gòu)造原理1.能層(1)含義：根據(jù)核外電子

2、的 不同，將核外電子分為不同的能層。(2)序號及符號能層序號一、二、三、四、五、六、七分別用 、 、 、 、 、 、 表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為 個(gè)。(3)能量關(guān)系能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序?yàn)開 。能量KLMNOPQ2n2E(K)E(L)E(M)E(N)E(O)E(P)E(Q)2.能級(1)含義：根據(jù)多電子原子的同一能層電子的 不同，將它們分為不同能級。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母 等表示，如n能層的能級按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、 、 、nf等。能量s、p、d、fnpnd3.能層、能級與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ能級1s

3、2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多電子數(shù)226261026101422818322n21.以s能級為例，不同能層的s能級間能量有何關(guān)系？同一能層不同能級間能量有何關(guān)系？提示E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)；E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。2.一個(gè)能層的能級數(shù)與能層序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系？一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系？提示一個(gè)能層的能級數(shù)與能層序數(shù)(n)相等；一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)為2n2。深度思考3.以s、p、d、f為符號的能級分別最多可容納多少個(gè)電子？3d、4d、5d能級所容納的最多電子數(shù)是否相同？提示最多容納的電子數(shù)為s能級：2

4、，p能級：6，d能級：10，f能級：14；3d、4d、5d能級所容納的最多電子數(shù)相同。4.第五能層最多可容納多少個(gè)電子？它們分別容納在幾個(gè)能級中？提示第五能層最多容納50個(gè)電子；它們分別容納在5個(gè)能級中。應(yīng)用體驗(yàn)1.判斷正誤(1)2d表示L層上的d能級()(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小()(3)4s、4p、4d、4f能量的高低順序?yàn)镋(4s)E(4p)E(4d)E(4f)()2.若n3，以下能級符號錯(cuò)誤的是A.np B.nfC.nd D.ns3.下列有關(guān)認(rèn)識中正確的是A.在同一能層不同能級上的電子，其能量肯定不同B.各能層的能級都是從s能級開始至f能級結(jié)束C.各能層含有的

5、能級數(shù)為n1D.各能層含有的電子數(shù)為2n2解析在多電子原子中，同一能層不同能級上的電子具有的能量不同，A項(xiàng)正確；各能層的能級都是從s能級開始，但不都是至f能級結(jié)束，如L能層只有2s、2p兩個(gè)能級，M能層只有3s、3p、3d三個(gè)能級，B項(xiàng)錯(cuò)誤；各能層含有的能級數(shù)與能層序數(shù)相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；各能層最多容納電子數(shù)為2n2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。返回二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1.基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子(1)基態(tài)原子：處于 狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子 能量，它的電子會躍遷到 能級，變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化基態(tài)原子 ，主要形式為 (輻射)激發(fā)態(tài)原子最低能量吸收較高吸收能量釋放能量光

6、2.光譜(1)光譜的成因及分類(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的 來鑒定元素，稱為光譜分析。吸收光譜發(fā)射光譜特征譜線1.許多金屬元素都可以發(fā)生焰色試驗(yàn)，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋其原因。提示基態(tài)原子吸收能量，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將能量以光的形式釋放出來。2.金屬元素的焰色試驗(yàn)屬于吸收光譜還是發(fā)射光譜？提示光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一，焰色試驗(yàn)屬于發(fā)射光譜。深度思考方法規(guī)律電子躍遷形式(1)電子吸收能量從低能級躍遷至高能級吸收光譜。(2)電子從高能級躍遷到低能級釋放能量發(fā)射光譜。應(yīng)用體驗(yàn)1.判斷正誤(1)光(輻

7、射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一()(2)霓虹燈光、激光、螢光都與原子核外電子躍遷吸收能量有關(guān)()(3)產(chǎn)生激光的前提是原子要處于激發(fā)態(tài)()(4)電子躍遷時(shí)只吸收能量()(5)同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的能量()(6)激發(fā)態(tài)原子的能量較高，極易失去電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性()2.圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是解析燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時(shí)能量以光的形式釋放出來導(dǎo)致的，而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果。返回隨堂演練知識落實(shí)1.下列敘述正確的是A.能級就是電子層B.每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2C.同一能層中的不同能級的能量高低相同D.不同能層中

8、的s能級的能量高低相同123451234解析能層是電子層，對于同一能層里能量不同的電子，又將其分為不同的能級，故A錯(cuò)誤；每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2，故B正確；同一能層里不同能級，能量按照s、p、d、f的順序升高，故C錯(cuò)誤；不同能層中的s能級的能量不同，能層越大，s能級的能量越高，例如：E(1s)E(2s)E(3s)，故D錯(cuò)誤。52.以下能級符號正確的是A.3f B.2dC.4s D.2f1234解析第三能層有3個(gè)能級(3s、3p、3d)，沒有3f能級，故A錯(cuò)誤；第二能層有2個(gè)能級(2s和2p)，沒有2d、2f能級，故B、D錯(cuò)誤；第四能層有4個(gè)能級(4s、4p、4d、4f)，故C正確。5

9、3.第N能層所含能級數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為A.3、18 B.4、24C.5、32 D.4、321234解析第N能層含有的能級分別為s、p、d、f，最多可以容納32個(gè)電子，D正確。512344.下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無關(guān)的是A.激光 B.焰色試驗(yàn)C.燃燒放熱 D.霓虹燈55.(1)已知短周期元素A、B，A元素原子的最外層電子數(shù)為m，次外層電子數(shù)為n；B元素原子的M層(有電子)電子數(shù)為mn1，L層電子數(shù)為mn2，則A為_(填元素符號，下同)，B為_。CNa解析短周期元素的原子最多有三個(gè)能層(K、L、M)，則A元素原子的次外層只可能為K層或L層，n只可能是2或8，又因?yàn)锽元素原子的L層電子數(shù)為m

10、n2，而L層最多容納8個(gè)電子，所以n只可能等于2。由mn28，得m4。故A元素原子的核外電子排布情況為K層2個(gè)電子，L層4個(gè)電子，則A為C；B元素原子的核外電子排布情況為K層2個(gè)電子，L層8個(gè)電子，M層1個(gè)電子，則B為Na。12345(2)已知X元素原子的L層比Y元素原子的L層少3個(gè)電子，Y元素原子的核外電子總數(shù)比X元素原子的多5，則X、Y分別為_、_。NMg解析根據(jù)題意，Y元素原子的核外電子總數(shù)比X元素原子的多5，而Y元素原子的L層電子只比X元素原子的多3個(gè)，故Y元素原子的最外層不是L層，而是M層，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，其L層為次外層時(shí)只能排8個(gè)電子，則X元素原子的L層有5個(gè)電子，其原子

11、核外電子數(shù)為257，故X為N；Y元素原子核外電子數(shù)為7512，故Y為Mg。返回12345課 時(shí) 對 點(diǎn) 練題組一能層的理解與應(yīng)用1.在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是A.最易失去的電子能量最高B.離核最遠(yuǎn)的電子能量最高C.p能級電子能量一定高于s能級電子能量D.在離核最近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的電子能量最低12345678910111213141516基礎(chǔ)對點(diǎn)練解析最易失去的電子，性質(zhì)活潑，所以能量最高，A正確；離核最近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的電子能量最低，離核越遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的電子能量越高，B、D正確；處于同一能層時(shí)，p能級電子能量一定高于s能級電子能量，C錯(cuò)誤。12345678910111213

12、1415162.在同一個(gè)原子中，M能層上的電子與Q能層上的電子的能量A.前者大于后者 B.后者大于前者C.前者等于后者 D.無法確定12345678910111213141516123456789101112131415163.下列說法中有錯(cuò)誤的是A.某原子K層上只有一個(gè)電子B.某離子M層和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍C.某原子M層上的電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍D.存在核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等的離子12345678910111213141516解析氫原子K層上只有一個(gè)電子，A正確；Cl、K等離子M層和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍，B正確；原子核外已有M層，則L層為全排滿，即8個(gè)電子，這樣M層就

13、有32個(gè)電子，而M層為第三層，最多容納的電子數(shù)為18個(gè)，故不可能，C錯(cuò)誤；O2核電荷數(shù)為8，核外最外層電子數(shù)也為8，D正確。12345678910111213141516題組二能層和能級4.下列有關(guān)能層和能級的敘述中正確的是A.M能層有s、p共2個(gè)能級，最多能容納8個(gè)電子B.3d能級最多容納5個(gè)電子，3f能級最多容納7個(gè)電子C.無論哪一能層的s能級最多容納的電子數(shù)均為2D.任一能層都有s、p能級，但不一定有d能級12345678910111213141516解析A項(xiàng)，M能層有s、p、d共3個(gè)能級，最多容納 18個(gè)電子；B項(xiàng)，3d能級最多容納10個(gè)電子，從N能層開始有f能級，最多容納14個(gè)電子，

14、不存在3f能級；C項(xiàng)，每個(gè)能層都從s能級開始，且s能級最多容納2個(gè)電子；D項(xiàng)，K能層只有s能級，不含有p能級。5.某一能層上nd能級最多所能容納的電子數(shù)為A.6 B.10C.14 D.1512345678910111213141516解析d能級有5個(gè)軌道，每個(gè)軌道最多能容納2個(gè)電子，所以nd能級最多能容納10個(gè)電子。123456789101112131415166.下列各能層不包含d能級的是A.O能層 B.P能層C.M能層 D.K能層解析多電子原子中，同一能層的電子可分為不同的能級，K層只有s能級，L層有s、p能級，從M層開始有d能級。123456789101112131415167.下列能級

15、符號表示正確且最多容納的電子數(shù)按照從少到多的順序排列的是A.1s、2p、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、2d D.3p、3d、3f題組三原子的激發(fā)態(tài)、基態(tài)與光譜8.下列關(guān)于同一種原子的基態(tài)和激發(fā)態(tài)的說法中，正確的是A.基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)高B.激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定C.由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)過程中吸收能量D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會產(chǎn)生原子光譜12345678910111213141516解析同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)能量較高，較不穩(wěn)定，A、B不正確；電子從能量較低的基態(tài)躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)時(shí)，也會產(chǎn)生原子光譜，D不正確。9.以下現(xiàn)象與核外電子的躍遷有關(guān)的是霓虹燈發(fā)出有色光棱鏡分光激光器產(chǎn)

16、生激光石油蒸餾凸透鏡聚光燃放的焰火，在夜空中呈現(xiàn)五彩繽紛的禮花日光燈通電發(fā)光冷卻結(jié)晶A. B.C. D.1234567891011121314151612345678910111213141516解析霓虹燈發(fā)出有色光，因?yàn)闊艄苤械南∮袣怏w原子吸收能量，電子發(fā)生躍遷，發(fā)射出不同顏色的光，正確；棱鏡分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，與電子躍遷無關(guān)，錯(cuò)誤；激光的產(chǎn)生就是在外部刺激的情況下，很多高能的電子同時(shí)釋放相位和能級相同的能量，這些能量成為顏色一樣的光子，有的在激光器內(nèi)反射，繼續(xù)與電子碰撞，釋放更多的與它相同的光子，有的離開激光器，形成激光，與電子躍遷有關(guān)，正確；12345678

17、910111213141516石油蒸餾是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同加以分離，與電子躍遷無關(guān)，錯(cuò)誤；凸透鏡聚光是由光的折射形成的，與電子躍遷無關(guān)，錯(cuò)誤；燃放的焰火，是因?yàn)椴煌饘匐x子吸收能量，電子發(fā)生躍遷，形成不同顏色的光，正確；日光燈通電發(fā)光，是因?yàn)殡娮邮艿郊ぐl(fā)時(shí)原子會釋放出可見光子，與電子躍遷有關(guān)，正確；冷卻結(jié)晶，是由于溫度降低，物質(zhì)的溶解度減小，析出溶質(zhì)，與電子躍遷無關(guān)。1234567891011121314151610.元素Na的焰色試驗(yàn)呈黃色，從能量變化的角度其光譜類型屬于A.發(fā)射光譜 B.吸收光譜C.連續(xù)光譜 D.線狀光譜解析焰色試驗(yàn)是待測物的金屬元素吸收能量后，原子中的電子發(fā)生躍遷

18、變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，釋放能量變?yōu)檩^低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)，產(chǎn)生發(fā)射光譜。1234567891011121314151611.對充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是A.電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)以光的形式釋放能量B.電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)吸收除紅光以外的光線C.氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D.在電流的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)解析霓虹燈之所以能發(fā)光，是因?yàn)殡娮游漳芰亢筌S遷到能量較高的能級，能量較高能級上的電子會很快以光的形式釋放能量而躍遷回能量較低的能級。1234567891011121314151612.下列關(guān)于能層和能級的說法正確的是A

19、.原子核外每一能層最多可容納的電子數(shù)為n2B.能層序數(shù)較大的能級，能量不一定較高C.同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小D.同一原子中，2p、3p、4p能容納的電子數(shù)逐漸增多綜合強(qiáng)化練12345678910111213141516解析原子核外每一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)為2n2，故A錯(cuò)誤；能層序數(shù)較大的能級，能量不一定較高，如4s的能量低于3d，故B正確；不同能層的s能級，能層序數(shù)越大，其能量越高，即能量：1s2s3s，故C錯(cuò)誤；同一原子中，2p、3p、4p能容納的電子數(shù)一樣多，都為6個(gè)，故D錯(cuò)誤。13.對焰色試驗(yàn)的描述正確的是A.焰色試驗(yàn)只是金屬單質(zhì)特有的性質(zhì)B.焰色試驗(yàn)是化學(xué)變化

20、C.焰色試驗(yàn)是金屬原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí)，將能量以光的形式表現(xiàn) 出來D.焰色試驗(yàn)是金屬原子或離子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激 發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，將能量以光的形式表現(xiàn)出來的現(xiàn)象12345678910111213141516解析焰色試驗(yàn)是大多數(shù)金屬元素的性質(zhì)，是物理變化，從基態(tài)激發(fā)態(tài)要吸收能量，從激發(fā)態(tài)基態(tài)會釋放能量。14.填空。(1)用符號填寫能層所含能級種類：K層：_；L層：_；M層：_；N層：_。(2)用數(shù)字填寫能級所能容納最多電子數(shù)目：s：_；p：_；d：_；f：_。(3)比較下列能級的能量高低(填“”)。4s_3s_2s_1s；4f_4d_4p_4s；1s_2p_3d_4f。123

21、456789101112131415161s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f2610141234567891011121314151615.(1)1861年德國人基爾霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究鋰云母的某譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)在深紅區(qū)有一新線，從而發(fā)現(xiàn)了銣元素，他們研究的是_。(2)含有鉀元素的鹽的焰色試驗(yàn)為_色。許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色試驗(yàn)，其原因是_。原子光譜紫 電子從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，以一定波長(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量1234567891011121314151616.下表給出了五種元素的相關(guān)信息，其中A、B、C、D為短周期元素。元素相關(guān)信息A在常溫、常壓下，其單質(zhì)是氣體，隨著人類對環(huán)境的認(rèn)識和要求的提高，它將成為備受青睞的清潔燃料B工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)，其某種同素異形體是保護(hù)地球地表環(huán)境的重要屏障C植物生長三要素之一，它能形成多種氧化物，其中一種是早期醫(yī)療中使用的麻醉劑D室溫下其單質(zhì)呈粉末狀固體，加熱易熔化。該單質(zhì)在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰E它是人體不可缺少的微量元素，其單質(zhì)也是