第一章第1节第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道guo
高中化学 第一章 第一节 原子结构 第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道课件 新人教版选修3
3.原子轨道 (1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个 空间运动状态 称为一个原子轨道。 (2)形状 ①s电子的原子轨道呈 球 形，能层序数越大，原子轨道的半径越 大 。
②p电子的原子轨道呈 哑铃 形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
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(3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 轨道数目
123456
解析 答案
3.下列变化需要吸收能量的是
√A.1s22s22p63s1→1s22s22p6
B.3s23p5→3s23p6
C.2px→2pz D.2H→H2
解析 A项所示为3s能级上失去1个电子，失去电子需要吸收能量，正确； B项表示3p能级上得到1个电子，为放出能量的变化，错误； C项，p能级的3个轨道px、py、pz能量相同，错误； D项表示2个氢原子结合为H2分子的过程，是放热过程，错误。
解析 答案
二、电子云与原子轨道
1.原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速(3.0×108 m·s－1)。
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2.电子云 (1)电子云：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 概率密度 分布的形象化 描述。 (2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是球 形，p能级的电子云轮廓图是_哑_ 铃 形。
√B.能层数为3时，有3s、3p、3d 9个轨道
C.氢原子中只有1个电子，故氢原子核外只有1个轨道 D.电子云图即是电子云轮廓图，都是用来形象描述电子运动状态的
解析 p轨道呈哑铃形，是指电子出现概率高的区域，而不是电子的形状，A项错误； 能层数为3时，有3s、3p、3d 3个能级，共有9个轨道，B项正确； 氢原子中确实只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误。
第1章第1节 原子结构(第2课时 电子云与原子轨道 泡利原理 洪特规则 能量最低原理)(学生版)
《2021-2022学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修2）》第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理四．电子云与原子轨道由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。
，注：(1)同一能层中，p能级的原子轨道空间伸展方向不同但原子轨道的能量相同；(2)人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。
【思考讨论】分析同一原子的s电子的电子云轮廓图，请解释为什么同一原子的能层越高，s电子云半径越大？同一原子的s电子的电子云轮廓图【回顾与展望】各能级所含有原子轨道数目能级符号 n s n p n d n f 最多电子数 能级轨道数目能层轨道数目电子层为n 的状态含有 个原子轨道。
五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理：基态电子排布遵循的三个原理1、电子的运动状态⎩⎪⎨⎪⎧空间运动状态：一个空间运动状态即一个原子轨道自旋状态：一个原子轨道内的两个电子有顺时针和逆时针两种取向【深刻理解】电子自旋（1）内在属性：自旋是微观粒子普遍存在的一种如同电荷、质量一样的内在属性； （2）两种取向：电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称 ； （3）表示方法：常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
2、轨道表示式（电子排布图）（1）用方框(或圆圈)表示原子轨道，能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连；（2）箭头表示一种自旋状态的电子，“↑↓”称 ，“↑”或“↓”称 (或称未成对电子)； （3）能直观反映出电子的排布情况及电子的自旋状态。
【资料卡片】常见原子的电子排布图原子类别 电子排布式电子排布图 氢原子 1s 1 1s↑ 氦原子1s 21s ↑↓ 氮原子 1s 22s 22p 31s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑ ↑ ↑ 氧原子 1s 22s 22p 41s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑ ↑ 钠原子1s 22s 22p 63s 11s ↑↓ 2s ↑↓ 2p ↑↓ ↑↓ ↑↓ 3s ↑〔思考讨论〕（1）在钠原子中，有 种空间运动状态，有 种运动状态不同的电子。
教学设计9：1.1.2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
知识目标第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道能力目标1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理2.知道原子的基态和激发态的涵义3.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用4.了解原子核外电子的运动状态，电子云和原子轨道的涵义重点知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理难点1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则2.基态、激发态与光谱教学过程备注一、基态、激发态、光谱1、基态：能量状态。
如处于最低能量状态的原子称为基态原子。
2、激发态：能量状态（相对基态而言）。
如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。
3、基态与激发态相互转化的能量转化的关系（）能量基态原子激发态原子（）能量4、光谱：不同元素的原子发生跃迁时会能量（基态→激发态）和能量（基态→激发态），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。
利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。
如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量。
二、电子云与原子轨道核外电子运动的特点：①质量极小②运动空间极小③极高速运动1、电子云：电子在原子核外空间一定范围内出现的，象一团带负电的云雾笼罩在原子周围。
电子云是核外电子运动状态的形象化描述。
［思考］：1s电子云，许多黑点是否代表电子？2、原子轨道——不同能级上的电子出现概率约为的电子云空间轮廓图［思考］：原子轨道与宏观物体运动的轨道是否相同？s电子的原子轨道呈对称，每个s能级能级各有个原子轨道，能层序数越大，s原子轨道的半径越大。
；p电子的原子轨道呈形，，每个p能级有个轨道，它们互相垂直，分别以p x、p y、p z为符号。
p原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。
d能级各有个原子轨道；f能级各有个原子轨道。
[小结]：s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍，此处的1、3、5、7……应为s、p、d、f……的轨道数。
课件3：1.1.2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
可利用原子光谱上的特征谱线来鉴 定元素，称为光谱分析
原子光谱图
锂、氦、汞的原子光谱图
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误
x1）1s22p1属于基态；
x2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
√3）1s22s2 2p63d1属于激发态；
本节内容结束
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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构 第2课时 原子的基态与激发态、
电子云与原子轨道
1．基态原子与激发态原子
处于最低能量的原子叫做基态原子
当基态原子的电子吸收能量后， 电子会跃迁到较高能级，变成 激发态原子
碳原子吸收能量后由基态变为激发态
同一能级上的电子的能量相同
（放热）
不同元素的原子发生跃迁时会吸收 或释放不同的能量 表现为光的形式
五、电子云
• 并不真实存在 • 只表示电子出现的几率 • 离核越远，电子云的密度越小（说明电子
出的原子轨道是___球_____形的， 能层序数越大，原子轨道的 _半__径__越_大__。
P的原子轨道是__纺__锤____形的，每个P能
级有___3____个轨道，它们互相垂直，分别 以___P_x _、___P_y__、___P_z___为符号。P原子 轨道的平均半径也随能层序数增大而_增__大__。
x4）1s22s2 2p63p1属于基态；
核外电子运动的特点： ①___质__量__极__小_ ②_运__动__空__间__极__小_
③_极__高__速__运__动________
因此，电子运动不能用牛顿运动定 律来描述，只能用__统__计__的观点来描述。 我们不可能像描述宏观运动物体那样， 确定某个时刻的电子会在哪里？ _只__知__它__在__原__子__核__外__各__处__出__现__的__概。率
原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道[学习目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。
2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。
一能量最低原理和原子的基态与激发态1.原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
(1)处于最低能量的原子叫做基态原子。
(2)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化激发态原子基态原子吸收能量释放能量，主要形式为光2.不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。
(1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。
(2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。
3.可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
[归纳总结](1)电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。
(2)不同元素的原子光谱都是特定的，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
[活学活用]1.下列说法正确的是()A.自然界中的所有原子都处于基态B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C.无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D.激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性答案B解析处于最低能量的原子叫做基态原子。
电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。
激发态原子的能量只是比原来基态原子的能量高。
如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。
2.对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是()A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应答案A解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。
1.2 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
原子轨道
各能级包含的原子轨道数
：(1)ns 能级各有1个原子轨道，球形
。(2)np 能级各有3个原子轨道，纺锤形
。(3)nd 能级各有5个原子轨道，花瓣形
。(4)nf 能级各有7个原子轨道，复杂形状
。
d轨
道
原子轨道 如果用一个方框来表示一个原子轨道，则第二周期元素基态原 子的电子排布如下所示。
Li
s 能级的原子轨 道
原子轨道
ns能级仅_1__个原子轨道，呈球形，在半径 相同的球面上，电子出现的机相会同_____；
能层序数n越大，电子能量越高___，在离核较 远区域出现的概率越高___，故原子轨道半径 越大___。
原子轨道
np能级有_3__个原子轨道，呈纺锤形，能量相__同___且相互垂__直___ ；p的原子轨道半径也随n的增大而增__大___ 。
原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
教学目标 了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子 在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
了解核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道，掌握泡 利原理和洪特规则。
教学重点
电子云与原子轨道；泡利原理、洪特规则的应用 。 教学难点
电子云与原子轨道；泡利原理、洪特规则的应用 。
又如1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦 。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，也 可以测定含量，称为光_谱__分__析______。
原子光谱
阅读课本上的“科学史话”，了解“光谱”一词的由来及发展 。
电子云
电子会在不同能级间进行跃迁，那么电子在这些能级上到 底是如何运动的呢？ 玻尔提出，电子像行星绕着太阳运行那样绕着原子核运动 ，也就是我们熟悉的电子分层排布。
原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道[目标定位] 1.知道原子的基态、激发态与光谱之间的关系。
2.了解核外电子运动、电子云轮廓图和核外电子运动的状态。
一、能量最低原理和原子的基态与激发态1．原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
(1)处于最低能量的原子叫做基态原子。
(2)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(3)基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子 吸收能量释放能量，主要形式为光激发态原子 2．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。
(1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。
(2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。
3．可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
(1)基态原子电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。
(2)光谱分析不同元素的原子光谱都是特定的，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
1．下列说法正确的是( )A ．自然界中的所有原子都处于基态B ．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性答案 B解析处于最低能量的原子叫做基态原子。
电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。
激发态原子的能量只是比原来基态原子的能量高。
如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。
2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。
产生这一现象的主要原因是() A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应答案 A解析解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化及现象。
教学设计2：1.1.2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
教案[课前练习]理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。
能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： ［投影］[思考]钾原子的电子排布为什么是2、8、8、1而非2、8、9？［板书］三、构造原理［投影］图1-2构造原理：1410621062622能级最多电子数74f 54d34p 53d 1813s M812s L322能层最多电子数1331原子轨道数4s 3p 2p 1s 能级符号NK能层各能层、能级中最多电子数：最多电子数=原子轨道数×21s<2s<3s<4s<5s …能量：ns<np<nd<nf …能量：2p<3p<4p<5p<6p …各能层最多电子数=2(能层序数)21)相同能层的不同能级的能量高低顺序：ns<np<nd<nf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序：1s<2s<3s<4s；2p<3p<4p; 3d<4d3) 不同层不同能级可由下面的公式得出: ns < (n-2)f < (n-1)d < np (n为能层序数)[随堂练习]写出17Cl（氯）、21Sc(钪)、35Br（溴）的电子排布氯：1s22s22p63s23p5钪：1s22s22p63s23p63d14s2溴：1s22s22p63s23p63d104s24p5［知识拓展］原子最外层、次外层及倒数第三层最多容纳电子数的解释：1、依据：构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序可由公式得出：ns < (n-2)f < (n-1)d < np2、解释：(1) 最外层由ns,np组成，电子数不大于2+6=8(2) 次外层由(n-1)s(n-1)p(n-1)d组成，所容纳的电子数不大于2+6+10=18(3) 倒数第三层由(n-2)s(n-2)p(n-2)d(n-2)f组成，电子数不大于2+6+10+14=32[过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习第四部分。
高中化学 第一章 1.2能量最低原理、基态与激发态、光谱 电子云与原子轨道讲义+精练(含解析)新人教版选修3
第2课时能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道课程目标核心素养建构1.了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
2.了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道，掌握泡利原理和洪特规则。
核外电子⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧运动状态⎩⎪⎨⎪⎧基态激发态光谱电子云原子轨道排布规则⎩⎪⎨⎪⎧泡利原理洪特规则洪特规则特例[知识梳理]一、基态与激发态、光谱1.能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子（1）基态原子：处于最低能量的原子。
（2）激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。
（3）基态、激发态相互转化的能量变化3.光谱与光谱分析（1）光谱形成原因不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。
（2）光谱分类（3）光谱分析在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。
【自主思考】在国庆节、元旦、春节，我们经常放焰火来庆祝，请你思考这与原子结构有什么关系呢？答案这与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
二、电子云与原子轨道1.电子云用小黑点来描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布图，被形象地称为电子云。
2.电子云轮廓图为了表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间状态有一个形象化的简便描述，把电子在原子核外空间出现概率P＝90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图。
3.原子轨道（1）定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
（2）形状①s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
②p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
（3）各能级所含有原子轨道数目能级符号n s n p n d n f轨道数目 1 3 5 74.泡利原理和洪特规则（1）泡利原理：一个原子轨道最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
电子自旋有顺时针和逆时针两种状态。
高中化学第一章原子结构与性质第一节第2课时基态原子核外电子排布原子轨道课时作业含解析2
课时作业2 基态原子核外电子排布原子轨道1．下列叙述中，正确的是()A．在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子B．在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完成相同的电子C．在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能量肯定比L 层上的电子能量高D．如果某一基态3p能级上仅有2个电子，它们自旋状态必然相反2．下列说法正确的是（）A．因为p轨道是“8"字形的，所以p电子云是“8"字形B．能层数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道C．氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一个轨道D．原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的3．若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p错误!3p错误!，它违背了()A．能量守恒原理B．泡利不相容原理C．能量最低原理D．洪特规则4．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子的核外电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（）5．下列微粒中，未成对电子数最多的是（）A．C：1s22s22p2B．S：1s22s22p63s23p4C．Cr:1s22s22p63s23p63d54s1D．Fe:1s22s22p63s23p63d64s26．下列电子排布式中，原子不是处于激发状态的是(）A．氮原子：B．氟原子：1s22s22p43s1C．锰原子:[Ar］3d54s2D．铜原子:1s22s22p63s23p63d94s27．某基态原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，下列L层中排布正确的是(）8．下列基态原子的电子排布式不符合构造原理但是正确的是（)A．16S:1s22s22p63s23p4B．24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1C．12Mg：1s22s22p63s2D．29Cu：1s22s22p63s23p63d94s29．Fe元素原子的核外3d、4s轨道上的电子排布图正确的是()10．在短周期元素中,元素的基态原子核外未成对电子数等于电子层数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种,则a/b的值为(）A．1 B．2C．3 D．411．（1）基态氟原子核外有9个电子,这些电子的电子云形状有________种；氟原子有________种不同能量的电子，价电子排布图为________________。
高中化学选择性必修二 第1章第1节 原子结构 第二课时 电子云与原子轨道
（1）s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
1s
2s
3s
4s
新课讲解
（2）除s电子云外，其他电子云都不是球形的。 例如 p电子的原子轨道呈哑铃状。
p能级有三个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz
表示，同一能层中px、py、pz的能量相同。
电子云轮廓图的形状与取向
“洪特规则”。
新课讲解
四、洪特规则
1.例1：画出氧的基态原子最外层轨道表示式。如果不考虑洪特规则，又认定3个2p轨
道有区别，可画出怎样的轨道表示式？
若遵循洪特规则，且不区分3个2p轨道，只需画出轨道表示式：
注意：①洪特规则不仅适用于基态原子，也适用于基态离子。
②洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的，并不适用于电子填入能量不
(3)29Cu+的价电子排布式为__________。
[答案]
(1)4
13
(2)4
1s22s22p63s23p63d5
(3)3d10
课堂小结
一、电子云
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分
布的形象化描述。
二、原子轨道
1.定义：电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
新课讲解
第一章
原子结构与性质
第一节
原子结构
第二课时
新课讲解
课程学习目标
1
了解有关核外电子运动模型的发展历史，认
识核外电子的运动特点。
2
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。
3
认识基态原子中核外电子的排布遵循泡利原理、洪
高中化学优质教案 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 教学设计[选修]1
![高中化学优质教案 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 教学设计[选修]1](https://img.taocdn.com/s3/m/2502cfa9ad51f01dc281f1d0.png)
第一章原子结构与性质第一节原子结构第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道【学习目标】1．基态、激发态、光谱。
2．电子云与原子轨道。
【学习重点】1．根据构造原理写出1-36号元素原子的电子排布式。
2．核外电子的运动状态，电子云与原子轨道教学难点：电子云与原子轨道。
【教学过程】一、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理内容：原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
2.基态与激发态基态原子：处于最低能量的原子。
(稳定)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
(不稳定)[跟进练习] 根据下列电子排布，处于激发态的原子是( )A.1s22s22p1B.1s22s22p63s23p4C.1s22s12p1D.1s22s22p43.原子光谱:不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，可以用光谱仪摄取。
各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。
光谱与光谱分析(1)光谱形成原因不同元素的原子发生________时会吸收或释放不同的光。
(2)光谱分类根据光是被吸收或释放，可将光谱分为_____________和______________，总称______________。
发射光谱特征:暗背景, 亮线, 线状不连续吸收光谱;特征:亮背景, 暗线, 线状不连续二、电子云与原子轨道思考: 宏观物体与微观物体（电子）的运动有什么区别?宏观物体的运动特征：•可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；•可以描画它们的运动轨迹。
微观物体的运动特征：1.电子的质量很小，只有9.11×10-31千克；2.核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；3.电子的运动速度很大；（一）电子云1.电子云内容：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
P：表示电子在某处出现的概率V：表示该处的体积P/V：概率密度，用ρ表示。
人教版高中化学选修三课件：第一章 第一节 第2课时 基态原子的核外电子排布 原子轨道
2．洪特规则的特例：对于同一能级，当电子排布为全充满(如 p6 和 d10)、半充满(p3 和 d5)和全空(p0 和 d0)状态时，体系能量较低，原子较稳定。 如 Cr：1s22s22p63s23p63d44s2(错误) 应为 1s22s22p63s23p63d54s1 Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(错误) 应为 1s22s22p63s23p63d104s1
[微思考] 金属的焰色反应是怎么回事？
[提示] 某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态 跃迁到激发态；处于激发态的电子是不稳定的，在极短的时间内(约 10－8 s)便跃迁到基 态或较低的能级上，在跃迁过程中将产生发射光谱。
二、电子云与原子轨道 1．电子云 (1)电子运动的特点：电子质量小，运动速度快，无规则，故无法确定某个时刻处于原 子核外空间何处。只能确定它在原子核外空间各处出现的概率。 (2)电子云。 ①定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 ②意义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小。
3．在 1s、2px、2py、2pz 轨道中，具有球对称性的是( )
A．1s
B．2px
C．2py
D．2pz
解析：1s 轨道和 2p 轨道的图像分别为：
由图像可看出，呈球对称性的为 1s 原子轨道。 答案：A
4．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( ) 答案：D
5．基态硅原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是( ) 答案：C
2．图 1 和图 2 分别是 1s 电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的 是( )
A．图 1 中的每个小黑点表示 1 个电子 B．图 2 表示 1s 电子只能在球体内出现 C．图 2 表明 1s 轨道呈圆形，有无数对称轴 D．图 1 中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置 答案：D
第一章 第一节 第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
解析 解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转 化过程中的能量变化及现象。在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能 量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出 红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时， 将释放能量，从而产生红光，故A项正确。
二、电子云与原子轨道
1.原子核外电子的运动特点 (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。 (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。 (3)电子运动的速度很快，接近光速(3.0×108 m·s－1)。
2.电子云 (1)电子云：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的_概__率__密__度__ 分布的形象化描述。 (2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓图是__球__形，p能级的电子 云轮廓图是_哑__铃__形。
氢原子中确实只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项
错误。
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课时对点练
对点训练
题组一 基态、激发态及光谱
1.(2020·开远市第二中学高二期末)生活中的下列现象与原子核外电子发
生跃迁有关的是 A.钢铁长期使用后生锈
√B.节日里燃放的焰火五彩缤纷
C.金属可以导电
D.樟脑丸久置后消失
n越大，原子轨道的半径越大。如：
(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别
用px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。
(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2。
教学设计10：1.1.2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道
第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道一．教学目标：知识与技能1．了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布2．能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布3．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理4．知道原子的基态和激发态的涵义5．初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用过程与方法复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感、态度、价值观充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
二．教学重点：1．能根据构造原理写出1至36号元素原子的电子排布式。
2．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。
三．教学难点：1．知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。
2．基态、激发态与光谱。
四．教学方法：讲授法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等。
五．教学准备：图片多媒体六．教学过程：[复习]能层、能级、构造原理等上节课内容。
[过渡]通过上节课学习我们知道，电子排布都遵循能量最低原理，我们学习下一部分。
[板书]能量最低原理、基态与激发态、光谱1．能量最低原理—原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
[讨论]节日五颜六色的焰火是否是化学变化？若不是化学变化，与电子存在什么关系？（参阅课本）。
[讲解] 节日焰火与核外电子发生跃迁有关。
[板书]2．基态—处于最低能量的原子。
激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
[讲解] 各种焰色反应是由对应的各种元素决定的。
钙、锶、钡以及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激发到了高态，该电子处于激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长的光能形式释放出来。
由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。
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3．光谱 (1)光普形成的原因 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。 (2)光谱的分类
发射光谱是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱则是明亮背景的暗色 谱线，两者谱线一一对应。
(3)光谱分析 在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方 法，称为光谱分析。
不同元素的原子光谱都是特定的，光谱图就像“指纹”辨人一 样，可以辨别形成光谱的元素。人们已用光谱分析方法发现了许多元 素，如铯、铷、氦、镓、铟等元素。
(3)不同能级的原子轨道数目 ns能级有1个原子轨道，np能级有3个原子轨道，nd能级有5个原 子轨道，nf能级有7个原子轨道。 (4)原子轨道能量高低的比较 ①相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf。 ②形状相同的原子轨道能量的高低：1s＜2s＜3s＜4s…… ③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等：2px＝2py＝2pz。
解析：电子云中的一个小黑点代表电子在此曾出现过一次，而不 代表一个电子，故 A 错误；表示不同能级上的电子出现概率的电子云 轮廓图较形象地描述了电子的运动状态，量子力学把电子在原子核外 的一个空间运动状态称为一个原子轨道，故 C 错误。
答案：BD
跟踪练习 2 下列有关电子云和原子轨道的说法中，正确的是
核
外
电
子
运
动
状
态
的
描
述
概率分布图(电子云)
电子云轮廓图的制作过程 原子轨道
现象解读
小黑点不表示电子，只表示 电子在这里出现过一次。
小黑点的疏密表示电子在核外 空间内出现的机会的多少。
电子云只是形象地表示 电子 出现在各点的概率高低,而实 际上并不存在。
图片解读 2、电子云轮廓图——原子轨道
S能级的原子轨道是球形对称的.
• 1.s原子轨道是球形的，p原子轨道是纺锤形的； • 2.能层序数n越大，原子轨道的半径越大； • 3.不同能层的同种能级的原子轨道形状相似，只是
半径不同；相同能层的同种能级的原子轨道形状相 似，半径相同，能量相同，方向不同 • 4. s能级只有1个原子轨道；p能级有3个原子轨道， 互相垂直，可分别以px、py、pz表示，能量相等。如 2 px 、 2 py 、2 pz轨道的能量相等。
3、光谱分析的应用 ①通过原子光谱发现许多元素。 如：铯（1860年）和铷（1861年），其光谱中有特征的篮光和红光。 学.科.网 又如：1868年科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。
②化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量等。
图片解读
二、电子云与原子轨道
1、电子云:电子在原子核外出现的概率分布图。
S能级的原子轨道图
* S能级的原子轨道是球形对称的 * 能层序数n越大,原子轨道半径越大
P能级的原子轨道图
z
z
z
y
y
y
x
x
x
* P能级的原子轨道是哑铃形(纺锤形）
的,每个P能级有3个原子轨道,它们相
互垂直,分别以Px,Py,PZ表示。
P能级的原子轨道图
d能级的原子轨道图
纺锤形
花瓣形
总结感悟
小结：原子轨道的特点
答案：D
本节结束 完成步步高第二课时
科学史话 牛顿和七基色
用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱
丹麦物理学家玻尔 （1885～1962)
氢发射光谱 氢吸收光谱 钠吸收光谱 锂发射光谱
锂吸收光谱
现象解读
发射光谱和吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱
锂、氦、汞的吸收光谱
特征:暗背景, 亮线, 线状不连续 特征:亮背景,暗线，线状不连续
有何应用？ 【阅读课本P8】
(3)基态原子与激发态原子相互转化的能量关系
基态原子
激发态原子
如基态原子的电子从1s能级跃迁到2s、2p等能级需要吸收能量，
基态原子变为激发态原子，但是激发态原子很不稳定，很快电子又从
较高能量的能级(如2s、2p)跃迁到较低能量的能级(如1s)，则会放出能
量。
特别提醒： a．电子跃迁的能量变化与可见光现象： 激发态原子不稳定，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的 激发态乃至基态时，将释放能量。光辐射是电子释放能量的重要形式 之一。灯光、霓虹灯光、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。 b．金属元素的焰色反应的成因： 金属原子中，核外电子按一定轨道顺序排列，轨道离核越远，能 量越高。灼(燃)烧时，电子获得能量，能量较低的电子发生跃迁，从 基态变为激发态。随即电子又从能量较高的激发态跃迁到能量较低的 激发态乃至基态，便以光(辐射)的形式释放能量，形成不同的焰色。
―→
―→
电子云轮廓图的绘制过程
特别提醒： a．电子云是一个形象化的比喻。b.电子云的疏密代表电子在那 里出现的概率密度的大小。c.电子云中的小黑点与电子式中的小黑点 的意义不同：电子式中的一个“小黑点”是表示一个电子，电子云中 的一个“小黑点”仅表示电子曾在这儿出现过一次。
2．原子轨道 (1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一 个原子轨道。
第2课时 原子的基态与激发态、 电子云与原子轨道
观察与思考
是
什么成ຫໍສະໝຸດ 就了如焰色
此 的
美
反应
丽
?
一、基态与激发态、光谱
吸收光谱
基态原子 (能量低)
吸收能量 释放能量
激发态原子 (能量高)
发射光谱
现象解读
1、基态—处于最低能量的原子。 激发态—当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成 激发态原子。 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，将释放 能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 2、原子光谱 不同元素的原子的核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同频率的光，可 以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光 谱。
×D．处激于发激态发原态子的的原子能不量一较定高能，失极去电易子失去电子，表现出较强的还原性
互动探究
知识点一 能量最低原理、基态与激发态、光谱 教材解读 1．能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个 原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 在基态原子里，电子优先排布在能量低的能级里，然后依次排布 在能量逐渐升高的能级里，能量最低原理是核外电子排布的最基本的 规律。 (1)绝大多数原子的电子排布只要遵循构造原理就能符合能量最 低原理。 (2)Cr、Cu、Ag、Au 等少数原子的电子排布虽然不遵循构造原理， 但是符合能量最低原理。
各能级包含的原子轨道数： (1)ns能级各有1个原子轨道； （2）np能级各有3个原子轨道； （3）nd能级各有5个原子轨道； （4）nf能级各有7个原子轨道；
当堂巩固
1、如图是2pz轨道电子云的示意图，请观察图， 并判断下列说法中不正确的是(双选)( CD )
√A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z
轴对称
√B．点密集的地方表明电子出现的机会多
出现机会的多少，越密集，说明出现机会越多
×C．几电率子大先小沿，z不轴是正电半子轴运运动的动实，际然轨后迹在负半轴运动 ×D．2pz轨道形状为两个椭圆面
2pz轨道电子云示意图
纺锤形(或哑铃形)
2、下列说法正确的是
(B)
×A．自然界中的所有原子都处处于最于低基能态量的原子叫做基态原子 √B．同一原子处从于基态激到发激态发时态的吸能收能量量一定高于基态时的能量 的×C．能无量论原子种不类同是的否原相子同，，能量基不态同原子的能量总是低于激发态原子
(2)原子轨道的类型和形状：原子轨道可以分为 s、p、d、f 等类型。 s 轨道为球形对称，故只有 1 个伸展方向，所以 s 轨道只有 1 个，呈球 形；p 轨道在空间有 x、y、z 3 个伸展方向，所以 p 轨道有 px、py、pz3 个轨道，呈哑铃状；d 轨道有 5 个伸展方向(5 个轨道)；f 轨道有 7 个 伸展方向(7 个轨道)。
特别提醒： a．能层序数n越大，原子轨道的半径越大；b.不同能层的同种能 级的原子轨道形状相同，只有半径不同。
典例精析 例 2 (双选)下列说法正确的是( ) A．电子云中的一个小黑点代表一个电子 B．电子云密度大的地方，说明电子在核外空间单位时间内出现 的机会多 C．原子轨道是指原子运行的轨道 D．s 电子的电子云呈球形，p 电子的电子云呈哑铃形
1．电子云 (1)概念：量子力学指出，不可能像描述宏观运动物体那样，确定 具有一定空间运动状态(如 1s、2s、3s……)的核外电子在某个时刻处于 原子核外空间何处，而只能确定它出现在原子核外空间各处的概率， 由此得到的概率密度分布看起来像一片云雾，被形象地称为电子云。 (2)电子云轮廓图的制作：为了描绘电子云的形状，人们通常按如 图所示的方式制作电子云的轮廓图。
2．基态原子和激发态原子 (1)基态：最低能量状态。 激发态：较高能量状态(相对基态而言)。 (2)基态原子：处于最低能量的原子。 激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高 能级，变成激发态原子。例如：碳原子的基态电子排布式为 1s22s22p2，激发态电子排布为ls22s12p3(1个2s能级上的电子跃迁到了2p 能级上)。
() A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B．s 能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运
动 C．p 能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p 能级原子轨道
也在增多 D．p 能级原子轨道与 s 能级原子轨道的平均半径都随能层的序数
的增大而增大
解析：电子云表示电子在核外某一区域出现的概率密度分布，故 A项错误；原子轨道是电子出现概率为90%的电子云空间，这只是表 明电子在这一空间区域内出现的机会大，在此空间区域外出现的机会 少，故B项错误；无论能层序数n如何变化，每个p能级都有3个原子 轨道且相互垂直，故C项错误；电子的能量越高，电子在离核更远的 区域出现的机会越大，电子云将向更大的空间扩展，原子轨道半径会 逐渐增大。