高二化学能层与能级基态与激发态原子光谱构造原理与电子排布式
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E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)
一．能层与能级
2．能级 (1)含义 根据多电子原子的同一能层的电 子的能量也可能不同，将它们分 为不同能级。 (2)表示方法 分别用相应能层的序数和字母 s、p、d、f等表示， 如n能层的能级按能量由低到高的 排列顺序为ns、np、nd、nf等。
二．基态与激发态
1．基态原子：处于最低能量状态的原子。
2．激发态原子：
基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
电子从较高能级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。
3．基态、激发态相互间转化的能量变化
基态原子
吸收能量
激发态原子
释放能量 主要形式为光（辐射）
二．基态与激发态 4．日常生活中，我们看到的许多可见光，如焰火、霓虹灯光、 激光、荧光、LED灯光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
试写出O、Si、K、Sc、Fe的电子排布式 答案 1s22s22p4 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d64s2
四．构造原理与电子排布式
3．能级交错——思维模型 注意：构造原理告诉我们，随核电荷数递增电子并不总是填满一个 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→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 应当指出，构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，即钾和钙的 光谱证实它们的最外层电子是4s1和4s2，是经验的，而不是任何理 论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 还应指出，在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元 素基态原子的电子排布不符合构造原理。 如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1
一．能层与能级
1．能层 (1)含义 根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号 能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 K、L、M、N、O、P、Q……表示， 其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。 (3)能量关系 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为
【典例3】（2021·吉林·长春市第二实验中学高二期中）下列说法 中正确的是 A．多电子原子的所有电子在同一区域里运动 B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的 区域运动 C．处于最低能量的原子叫基态原子 D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多 【答案】C
【典例4】（2021·宁夏·银川一中高二期末）下列有关光谱的说法 中不正确的是 A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之 一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因 B．霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关 C．通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素 D．同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同 【答案】B
二．知道电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 三．能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，发展
“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
知识导航
课堂导入
1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型 基础上，提出构造原理，开启了用原子 结构解释元素周期律的篇章。 1925年以后，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。 1936年，德国科学家马德隆发表了以原 子光谱事实为依据的完整的构造原理。
典例探究
【典例1】（2021·湖北十堰·高二期末）M能层包含的能级数和最
多能容纳的电子数分别为
A．2 2
B．2 8
C．3 8 D．3 18
【答案】D
【解析】
M能层有s、p、d三个能级，s能容纳2个电子，p能容纳6个电子，
d能容纳10个电子。所以最多能容纳的电子数为18个。
【典例2】（2021·河南·柘城县高二期末）以下能级符号不正确的 是 A．6s B．4d C．3f D．7p 【答案】C 【解析】 电子层分不同的能级，各层都有s能级，从第二层开始有p能级， 从第三层开始有d能级，从第四层有f能级，所以C错误。
三．原子光谱 1．光谱的成因及分类
2．光谱分析：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。
四．构造原理与电子排布式
1．构造原理 (1)含义 以光谱学事实为基础， 从氢开始，随核电荷数递增， 新增电子填入能级的顺序 称为构造原理。 (2)示意图
四．构造原理与电子排布式
2．电子排布式 按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷 和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。电子填满了一 个能级，开始填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的 基态原子的电子排布。 例如，从氢到碳的基态原子电子排布式如下：
四．构造原理与电子排布式 2．电子排布式 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角， 并按照能层从左到右的顺序排列的式子。 如氮原子的电子排布式为
四．构造原理与电子排布式
4．简化电子排布式 电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1， 其中[Ne] 表示Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。 试写出O、Si、K、Sc、Fe的简化电子排布式 答案 [He]2s22p4 [Ne]3s23p2 [Ar]4s1 [Ar]3d14s2 [Ar]3d64s2
【典例5】（2021·新疆·乌鲁木齐市高二期末）下列各原子或离子 的电子排布式错误的是 A．Al 1s22s22p63s23p1 B．S2- 1s22s22p63s23p4 C．Na 1s22s22p63s1 D．F 1s22s22p5 【答案】B
本课结束
2019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1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 构造原理与电子排布式
本课件内嵌有高清视频供老师参考使用 视频：能级大楼里的电子居民
本页可自行删除
【考纲要求】
一．知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构 造原理，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。认识基态原 子中核外电子的排布遵循能量最低原理。
四．构造原理与电子排布式
5．价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变 动的能级称为价电子层(简称价层)。 如： Ni的简化电子排布式为________，价层电子排布为______， 试写出下列原子的价层电子排布式 ①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。 答案 [Ar]3d84s2 3d84s2 ①3s23p1 ②4s24p2 ③4s24p4
32
…… …… …… 2n2
一．能层与能级 3．能层、能级与最多容纳的电子数 由上表可知： (1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。 (2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为
1、3、5、7的2倍。 (3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2
(n为能层的序数)。
一．能层与能级 3．能层、能级与最多容纳的电子数
能层(n) 一 二
三
四
五 六 七 ……
符号 能级
K ……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多 电子数
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
28
18
一．能层与能级
2．能级 (1)含义 根据多电子原子的同一能层的电 子的能量也可能不同，将它们分 为不同能级。 (2)表示方法 分别用相应能层的序数和字母 s、p、d、f等表示， 如n能层的能级按能量由低到高的 排列顺序为ns、np、nd、nf等。
二．基态与激发态
1．基态原子：处于最低能量状态的原子。
2．激发态原子：
基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。
电子从较高能级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。
3．基态、激发态相互间转化的能量变化
基态原子
吸收能量
激发态原子
释放能量 主要形式为光（辐射）
二．基态与激发态 4．日常生活中，我们看到的许多可见光，如焰火、霓虹灯光、 激光、荧光、LED灯光……都与原子核外电子跃迁释放能量有关。
试写出O、Si、K、Sc、Fe的电子排布式 答案 1s22s22p4 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p64s1
1s22s22p63s23p63d14s2 1s22s22p63s23p63d64s2
四．构造原理与电子排布式
3．能级交错——思维模型 注意：构造原理告诉我们，随核电荷数递增电子并不总是填满一个 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→3d→4s的顺序填充的，这种现象被称为能级交错。 应当指出，构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，即钾和钙的 光谱证实它们的最外层电子是4s1和4s2，是经验的，而不是任何理 论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 还应指出，在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元 素基态原子的电子排布不符合构造原理。 如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1
一．能层与能级
1．能层 (1)含义 根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号 能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用 K、L、M、N、O、P、Q……表示， 其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。 (3)能量关系 能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为
【典例3】（2021·吉林·长春市第二实验中学高二期中）下列说法 中正确的是 A．多电子原子的所有电子在同一区域里运动 B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的 区域运动 C．处于最低能量的原子叫基态原子 D．同一原子中，1s、2s、3s所能容纳的电子数越来越多 【答案】C
【典例4】（2021·宁夏·银川一中高二期末）下列有关光谱的说法 中不正确的是 A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之 一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因 B．霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关 C．通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素 D．同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同 【答案】B
二．知道电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。 三．能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异，发展
“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。
知识导航
课堂导入
1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型 基础上，提出构造原理，开启了用原子 结构解释元素周期律的篇章。 1925年以后，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。 1936年，德国科学家马德隆发表了以原 子光谱事实为依据的完整的构造原理。
典例探究
【典例1】（2021·湖北十堰·高二期末）M能层包含的能级数和最
多能容纳的电子数分别为
A．2 2
B．2 8
C．3 8 D．3 18
【答案】D
【解析】
M能层有s、p、d三个能级，s能容纳2个电子，p能容纳6个电子，
d能容纳10个电子。所以最多能容纳的电子数为18个。
【典例2】（2021·河南·柘城县高二期末）以下能级符号不正确的 是 A．6s B．4d C．3f D．7p 【答案】C 【解析】 电子层分不同的能级，各层都有s能级，从第二层开始有p能级， 从第三层开始有d能级，从第四层有f能级，所以C错误。
三．原子光谱 1．光谱的成因及分类
2．光谱分析：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。
四．构造原理与电子排布式
1．构造原理 (1)含义 以光谱学事实为基础， 从氢开始，随核电荷数递增， 新增电子填入能级的顺序 称为构造原理。 (2)示意图
四．构造原理与电子排布式
2．电子排布式 按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷 和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。电子填满了一 个能级，开始填入下一个能级，由此构建了元素周期系中各元素的 基态原子的电子排布。 例如，从氢到碳的基态原子电子排布式如下：
四．构造原理与电子排布式 2．电子排布式 将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角， 并按照能层从左到右的顺序排列的式子。 如氮原子的电子排布式为
四．构造原理与电子排布式
4．简化电子排布式 电子排布式可以简化，如Na的电子排布式可简化为[Ne]3s1， 其中[Ne] 表示Na的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同。 试写出O、Si、K、Sc、Fe的简化电子排布式 答案 [He]2s22p4 [Ne]3s23p2 [Ar]4s1 [Ar]3d14s2 [Ar]3d64s2
【典例5】（2021·新疆·乌鲁木齐市高二期末）下列各原子或离子 的电子排布式错误的是 A．Al 1s22s22p63s23p1 B．S2- 1s22s22p63s23p4 C．Na 1s22s22p63s1 D．F 1s22s22p5 【答案】B
本课结束
2019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1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱 构造原理与电子排布式
本课件内嵌有高清视频供老师参考使用 视频：能级大楼里的电子居民
本页可自行删除
【考纲要求】
一．知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构 造原理，发展“证据推理与模型认知”学科核心素养。认识基态原 子中核外电子的排布遵循能量最低原理。
四．构造原理与电子排布式
5．价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变 动的能级称为价电子层(简称价层)。 如： Ni的简化电子排布式为________，价层电子排布为______， 试写出下列原子的价层电子排布式 ①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。 答案 [Ar]3d84s2 3d84s2 ①3s23p1 ②4s24p2 ③4s24p4
32
…… …… …… 2n2
一．能层与能级 3．能层、能级与最多容纳的电子数 由上表可知： (1)能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级。 (2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为
1、3、5、7的2倍。 (3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2
(n为能层的序数)。
一．能层与能级 3．能层、能级与最多容纳的电子数
能层(n) 一 二
三
四
五 六 七 ……
符号 能级
K ……
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多 电子数
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
28
18