第一章　原子结构与性质\n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\n学习目标核心素养1．知道原子核外电子的能级分布。2．了解原子的基态、激发态，知道原子核外电子在一定条件下能发生跃迁。3．能说出：基态、激发态和原子光谱的概念，并了解原子光谱产生的原因。\n课堂素能探究名师博客呈现课堂达标验收课前素能奠基新课情境呈现\n新课情境呈现\n五彩斑斓的焰火与电子的运动有何关系？\n课前素能奠基\n一、能层与能级1．能层意义：根据多电子原子的核外电子的________________，将核外电子分成不同的能层。符号：能层序数1、2、3、4、5、6、7分别用K、L、M、N、O、P、Q表示。能量差异新知预习\n2．能级意义：根据多电子原子中同一能层电子能量不同，将它们分成不同的能级。符号：在每一能层中，能级符号分别为ns、np、nd、nf……，其中n代表能层。\n3．能层、能级中所容纳的电子数\n二、基态与激发态、原子光谱1．基态原子与激发态原子\n2．光谱与光谱分析(1)原子光谱：不同元素的原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的电子____________光谱或____________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________________来鉴定元素，称为光谱分析。吸收发射特征谱线\n1．思考辨析：(1)在原子中第n能层容纳的电子数一定是2n2。()(2)最外层电子排布式为4s1的元素一定为K。()(3)能层序数大，能级的能量一定大。()(4)假日烟火、焰色反应均与电子的跃迁有关。()×××√预习自测\n2．在M能层中，最多能容纳的电子数为()A．2B．8C．18D．32解析：原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数)。M能层的序数为3，故最多能容纳18个电子。C\n3．下列各能层不包含d能级的是()A．O能层B．P能层C．M能层D．K能层解析：多电子原子中，同一能层的电子可分占不同的能级，K能层只有s能级，L能层有s、p能级，从M能层开始有d能级。D\n4．以下能级符号表述正确的是()①5s②1d③2f④1p⑤2d⑥3f⑦4f⑧5d⑨3p⑩6sA．③⑤⑦⑧⑨⑩B．①⑦⑧⑨⑩C．①③⑤⑦⑨D．②④⑥⑧⑩解析：每一个能层都有s能级，从第二能层开始出现p能级，从第三能层开始出现d能级，从第四能层开始出现f能级。综上所述，B项正确。B\n5．下列叙述正确的是()A．M电子层只有s、p2个能级，该电子层最多能容纳8个电子B．d能级最多能容纳5个电子，f能级最多能容纳7个电子C．无论哪一电子层的s能级，最多容纳的电子数均为2D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级解析：A项，M电子层有s、p、d3个能级，该电子层最多能容纳18个电子；B项，d能级最多能容纳10个电子，f能级最多能容纳14个电子；C项，每个电子层都从s能级开始，且s能级最多能容纳2个电子；D项，K电子层只有s能级，不含有p能级。C\n6．有关于光谱的说法中不正确的是()A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因B．原子光谱只有发射光谱C．通过原子光谱可以发现新的元素D．通过光谱分析可以鉴定某些元素解析：电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光的形式体现，用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量，形成吸收光谱；电子从激发态向基态的跃迁会放出能量，形成发射光谱，B错误。B\n课堂素能探究\n问题探究：1．不同能层分别有多少个能级？与能层序数(n)间存在什么关系？2．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层序数(n)间存在什么关系？3．以s能级为例，不同能层的s能级间能量有何关系？同一能层，不同能级间能量有何关系？知识点能层和能级的组成与能量关系\n探究提示：1．提示：任一能层的能级数等于该能层序数。相等。2．提示：各层最多容纳的电子数为2n2。3．提示：1s<2s<3s<4s……。ns<np<nd<nf<……\n知识归纳总结：1．能层和能级的划分离核距离近→远能量高低低→高能层一二三四……n符号KLMN……能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f……各能级最多容纳的电子数22、62、6、102、6、10、14……各能层最多容纳的电子数281832……2n2\n2.能层、能级中的数量(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层中所容纳的最多电子数相同。\n3．不同能层中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。例如，1s<2s<3s……，2p<3p<4p……。(2)同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s<p<d<f……。例如，第四能层中4s<4p<4d<4f。(3)能层和能级都相同的各电子能量相等，例如，2p上所有电子能量相等。\n已知n为能层序数，下列有关认识正确的是()A．各能层含有的电子数为2n2B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n－1D．各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为2、6、10、14典例D\n解析：A项，各能层最多容纳的电子数为2n2，错误；B项，各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级数与能层序数相等，并不是所有能层的能级都到f能级结束，如第1、2、3能层，错误；C项，各能层含有的能级数与其能层序数相等，错误；D项，各能级最多容纳的电子数按s、p、d、f的顺序依次为2、6、10、14，正确。\n规律方法指导：熟记能层、能级中的“4”个数量：(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平方的二倍，即2n2。(4)能级符号相同的不同能层中所容纳的最多电子数相同。\n〔变式训练〕下列能级表示正确(实际存在的)且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是()A．1s、2p、3dB．1s、2s、3sC．2s、2p、2dD．3p、3d、3f解析：不同能层中英文字母相同的能级，最多容纳的电子数相同，故B项错；从M层开始有d能级，即3d，不存在2d，故C项错；同理从N层开始有f能级，即4f，不存在3f，故D项错。A\n名师博客呈现\n易混概念的比较1．电子层、次外层、最外层、最内层、内层在推断题中经常出现与层数有关的概念，理解这些概念是正确做推断题的关键。为了研究方便，人们形象地把原子核外电子的运动看成分层运动，在原子结构示意图中，按能量高低将核外电子分为不同的能层，并用符号K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的层，统称为电子层。一个原子在基态时，电子所占据的电子层数等于该元素在周期表中所处的周期数。\n\n2．基态、激发态处于最低能量的原子叫基态原子。基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。\n3．能层、能级、轨道电子层即为能层，同一能层中按能量高低分为不同的能级(如s、p、d……)，同一能级中若有多个轨道，其能量相同。例如，镍(Ni)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，其中1、2、3、4称为能层，2s、2p表明第2能层上有2个能级，即镍原子核外电子排布有4个能层，7个能级(1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s)。轨道：s、p、d、f所含轨道数分别为1、3、5、7，如1s、2s、3s、4s能级的能量不同，但是轨道数相同。电子进入能级的顺序是(按能量由低到高排序)1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d……\n〔即时训练〕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2n2C．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：同一能层中的不同能级的能量高低顺序是ns<np<nd<nf……；不同能层，能级符号相同，n越大，能量越高，如1s<2s<3s<4s……。B\n课堂达标验收\n1．下图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是()D\n解析：燃放焰火、霓虹灯光、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。\n2．(2021·德州高二月考)下列能层(电子层)中，包含有f能级的是()A．K能层B．L能层C．M能层D．N能层解析：能级数目等于能层序数，K、L、M、N的能层序数依次为1、2、3、4，则分别有1(s)、2(s、p)、3(s、p、d)、4(s、p、d、f)个能级，即K、L、M能层不包含f能级。D\n3．下列微粒符号正确的是()A．2d1B．3f7C．6s3D．7p2解析：L层只有s、p两个能级，没有d能级，A错误；M层只有s、p、d三个能级，没有f能级，B错误；s能级只有一个轨道，最多容纳2个电子，C错误；Q层有p能级，p能级有3个轨道，最多容纳6个电子，D正确。D\n4．下列关于能层与能级的说法中正确的是()A．原子核外电子的每个能层最多可容纳的电子数为n2B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．能级能量4s>4p解析：A项，每一能层最多可容纳的电子数为2n2；C项，只要是s能级，不论哪一能层，所容纳的电子数都为2；D项，能级能量4p>4s。B\n5．在每个能层中，能级符号的顺序是______________________(n代表能层)。任意能层总是从_________能级开始，而且能级数等于________________，第一能层只有_________个能级，能级符号__________，第二能层有_________个能级，能级符号______________，第三能层有_________个能级，能级符号__________________，等等。以__________________排序的各能级可容纳的最多电子数依次是____________________(与能级对应)。ns、np、nd、nfs能层序数11s22s、2p33s、3p、3ds、p、d、f2、6、10、14