高中化学选修3人教版：第一章 第一节3基态和激发态
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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
答案
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。
相关视频 答案
(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。
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。
相关视频 答案
(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。
高中化学选修3第1章
一、原子结构与性质
1、基础知识梳理
一、原子结构
1．能层与能级
2.构造原理
随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s. 不同能级中的电子排布顺序一般为：
3．核外电子排布遵循的三个原理
(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循的构造原理使整个原子的能量处于就最低状态。
(2)泡利不相容原理：在任何一个原子中，不可能有运动状态完全相同的两个电子，这就是泡利不相容原理。
1个原子轨道最多只容纳2个自旋状态不同的电子。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先占据不同的轨道，而且自旋方向相同，又称最多轨道原理。
特别的，当同一上的电子抱有成见为全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。
如24Cr(3d54s1)、29Cu(3d104s1)
4．基态与激发态、光谱
(1)基态与激发态：处于最低能量的原子叫基态原子；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级而变成激发态原子。
(2)光谱：把原子吸收或释放的光的能量分布记录下来，即为光谱。
5．电子云和原子轨道
(1)电子云：描述电子在原子核外运动的概率分布图。
电子云密度大的说明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；电子云密度小的则说明机会小。
(2)原子轨道：表达电子在空间里经常出现的电子云区域，即电子云的轮廓图。
(3)原子轨道的形状：s能级的原子轨道是球形，p能级的原子轨道是纺缍形的。
(4)各能级的原子轨道数
第1页共13页。
高中化学 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构3 新人教版选修3
(2)光谱分析:
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱
(3)光谱特征: 发射光谱: 暗背景, 亮线, 线状不连续
吸收光谱: 亮背景, 暗线, 线状不连续
夜空中的激光（和电子跃迁有关）
节日燃放的焰火 与电子跃迁有关
激光源
焰火呈现五颜六色的原因：
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激跃迁到激发态；
电极反应和总反应 1、惰性电极电解NaCl溶液 2、铜电极电解NaCl溶液
负极反应 3、甲烷酸性
4、甲烷碱性
5、写出下列电子排布式 Si 、 K 、 Mn、 Se
四、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。
2.基态原子： 处于最低能量的原子。(稳定)
负电荷 ⑵ 运动空间范围小：d＝10－10 m ⑶ 运动速度高：接近光速 ⑷ 电子自身旋转
无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指 出其在核外空间某处出现的机会的多少。
即只能确定电子在原子核外空间出现的概率。
五、电子云与原子轨道
1.电子云：
⑴ 电子云：核外电子的概率密度(P/V) 分布看起来像一片云雾, 因而形象地 称作电子云。
py
pz
1、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。光是电子___释__放___
能量的重要形式之一。
2、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态； 3）1s22s22p63d1属于激发态； 4）1s22s22p63p1属于基态；
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱
(3)光谱特征: 发射光谱: 暗背景, 亮线, 线状不连续
吸收光谱: 亮背景, 暗线, 线状不连续
夜空中的激光（和电子跃迁有关）
节日燃放的焰火 与电子跃迁有关
激光源
焰火呈现五颜六色的原因：
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激跃迁到激发态；
电极反应和总反应 1、惰性电极电解NaCl溶液 2、铜电极电解NaCl溶液
负极反应 3、甲烷酸性
4、甲烷碱性
5、写出下列电子排布式 Si 、 K 、 Mn、 Se
四、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。
2.基态原子： 处于最低能量的原子。(稳定)
负电荷 ⑵ 运动空间范围小：d＝10－10 m ⑶ 运动速度高：接近光速 ⑷ 电子自身旋转
无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指 出其在核外空间某处出现的机会的多少。
即只能确定电子在原子核外空间出现的概率。
五、电子云与原子轨道
1.电子云：
⑴ 电子云：核外电子的概率密度(P/V) 分布看起来像一片云雾, 因而形象地 称作电子云。
py
pz
1、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。光是电子___释__放___
能量的重要形式之一。
2、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态； 3）1s22s22p63d1属于激发态； 4）1s22s22p63p1属于基态；
高二化学人教版选修3课件1.1.2原子的核外电子排布 基态与激发态、光谱
自主预习 合作探究 触类旁通
第 2 课时 原子的核外电子排布 基态与激发态、光谱
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究 触类旁通
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.知道基态原子和激发态原子的定义。 5.初步了解原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简 单应用
项中顺序应为3p、4s、3d、4p。
答案:C
自主预习 合作探究 触类旁通一二三四ຫໍສະໝຸດ 知识精要 典题例解 迁移应用
二、电子排布式
1.电子排布式的书写 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,如 :17Cl:1s22s22p63s23p5、19K: 1s22s22p63s23p64s1。在书写电子排布式时,能层低的能级要写左边, 不能完全按填充顺序写。例如,21Sc的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2,而不能写成 1s22s22p63s23p64s23d1。 2.简化电子排布式的书写 为了方便书写,常把内层已达稀有气体原子的电子层结构用稀有 气体符号加中括号来表示。如K:1s22s22p63s23p64s1,其中 1s22s22p63s23p6可用[Ar]表示,故K的简化电子排布式可表示为 [Ar]4s1。
C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) 解析:根据构造原理,各能级能量高低的排列顺序为1s、2s、2p、 3s、3p、4s、3d、4p、5s……能量由低到高,A项和D项的正确顺序 为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);C项的正确顺序为 E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s)。 答案:B
第 2 课时 原子的核外电子排布 基态与激发态、光谱
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究 触类旁通
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.知道基态原子和激发态原子的定义。 5.初步了解原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简 单应用
项中顺序应为3p、4s、3d、4p。
答案:C
自主预习 合作探究 触类旁通一二三四ຫໍສະໝຸດ 知识精要 典题例解 迁移应用
二、电子排布式
1.电子排布式的书写 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,如 :17Cl:1s22s22p63s23p5、19K: 1s22s22p63s23p64s1。在书写电子排布式时,能层低的能级要写左边, 不能完全按填充顺序写。例如,21Sc的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2,而不能写成 1s22s22p63s23p64s23d1。 2.简化电子排布式的书写 为了方便书写,常把内层已达稀有气体原子的电子层结构用稀有 气体符号加中括号来表示。如K:1s22s22p63s23p64s1,其中 1s22s22p63s23p6可用[Ar]表示,故K的简化电子排布式可表示为 [Ar]4s1。
C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) 解析:根据构造原理,各能级能量高低的排列顺序为1s、2s、2p、 3s、3p、4s、3d、4p、5s……能量由低到高,A项和D项的正确顺序 为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);C项的正确顺序为 E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s)。 答案:B
人教版高中化学选修3课件：第一章 第一节 原子结构 第2课时
达标检测
1.下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是 A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定
√C.由基态转化为激发态过程中吸收能量
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
解析 同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确； 电子从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态时，也会产生原子光 谱，D不正确。
易错提醒
理解感悟
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.电子在核外空间做高速运动，不能确定具有一定运动状态的核外电 子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在原子核外各处出 现的 概率 ，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作 电子云 。 (1)制作电子云轮廓图是为了表达电子云轮廓的形状 ，对核外电子的空__ 间状态 有一个形象化的简单描述。如1s电子云轮廓图的绘制：
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
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
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。
新课标高中化学选修3第一节能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道
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学业要求素养对接1.知道处于不同能级的电子，在一定条件下会发生激发与跃迁。
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.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的轨道表示式，并说明含义。
模型认知：建立新的原子结构模型，并能说明建构思维模型在人类认识原子结构过程中的重要作用。
微观探析：能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
[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基态原子吸收能量释放能量主要形式为光激发态原子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】1.为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？提示能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。
能量越低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量状态的趋势。
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。
2018——2019学年北京选修3人教版第一章第一节 原子结构(第二课时原子的基态与激发态、电子云与
第一节 原子结构（第二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。
知识梳理一、能量最低原理、原子的基态与激发态、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。
3.光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：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。
归纳总结：关于电子跃迁的注意事项(1)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；反之，将吸收能量。
光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
例1 下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是( )①Be ：1s 22s 12p 1 ②O ：1s 22s 22p 4 ③He ：1s 12s 1 ④Cl ：1s 22s 22p 63s 23p 5 A.①② B.②③ C.①③D.②④【考点】原子的基态与激发态、光谱 【题点】原子的基态与激发态的判断与比较答案 D例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。
人教版化学选修3精品课件 第一章第一节
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 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
构造原理 能使整个原子的能量处于最低 循__________
状态，简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子
最低能量 的原子叫做基态原子。 (1)处于__________
(2)基态原子
吸收能量后电子跃迁 释放能量后电子跃迁
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动
电子云 状态称为一个原子轨道。形象地认为_______ 轮廓图称为原子轨道。 (2)形状 球 形，p电子的原子轨 s电子的原子轨道都是___
道都是_____ 哑铃 形。
(3)数目 ns能级各有 _ _个轨道， 1个轨道，np能级各有 3
nd能级各有 _ 5个轨道，nf能级各有__ 7 个轨道。
2.洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨 道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自 相同 。 旋方向______
3.电子排布图 原子轨道 ，每个箭头代 每个方框代表一个_________ 表一个电子。如：氧原子电子排布图：
自主体验
1.下列电子层中,包含有f能级的是（
A.K电子层 C.M电子层 B.L电子层 D.N电子层
(4)原子轨道的半径大小 越大； 能层序数n越大,ns电子的原子轨道半径____ px、py、pz 三个相互垂直的原子轨道, p能级有__________ 越大 ，np电子原子轨道的平均半 能层序数n______
径越大。
六、泡利原理和洪特规则 1.泡利原理：1个原子轨道最多只能容纳2个电 相反 (用 子，而且这2个电子的自旋方向必须_____ “↑↓”表示)。如，ns2的原子轨道上的电子 排布为 ,不能表示为 。
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原
人教版化学选修3知识点总复习
选修３物质结构与性质第一章原子结构与性质一、原子结构1.能级与能层2.原子轨道电子规律3.基态与激发态原子能量稳定称为基态，当原子得失能量而诱发电子得失或跃迁时，称为激发态，一般多指离子4.原子核外电子排布规律⑴构造原理:随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道(能级),叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4ｓ轨道，后进入3ｄ轨道,这种现象叫能级交错。
也可以记成:１2233４3、45４5645（2）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。
(３）泡利(不相容）原理：基态多电子原子中，一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反（用“↑↓”表示)，这个原理称为泡利原理。
（4)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时,总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。
比如，ｐ3的轨道式为或,而不是。
洪特规则特例：当轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时,原子处于较稳定的状态。
即p０、d0、ｆ０、p3、d5、f7、p６、ｄ10、f14时,是较稳定状态。
5. 基态原子核外电子排布的表示方法(１)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式,例如K：1ｓ22s22p6３s23p６4s1。
①为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K：[Ar］4s1。
（2)电子排布图(轨道表示式)每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。
如基态硫原子的轨道表示式为注意：1、考试的时候看清楚是问排布式还是排布图2、看清问的是外层还是价层(主族元素价层是最外层,副族价层是３d４ｓ层)３、看清问的是原子还是离子（离子得失电子顺序是由外向里,逐渐得失)二、原子结构与元素周期表1.原子的电子构型与周期的关系(1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。
高二人教版化学选修3课件1-1-2能量最低原理、基态与激发态、光谱
4．s电子的原子轨道都是________形的，能层序数越大， 原子轨道的半径________。p电子的原子轨道是纺锤形的， 每个p能级有 ________个轨道，它们互相 ________，分别以 ________为符号。p电子原子轨道的平均半径也随能层序数 增大而________。 5． ns能级有 ________轨道， np能级有 ________个原子
●案例精析 【例1】 下列说法中正确的是( )
A．处于最低能量的原子叫做基态原子
B．基态镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s13p1
C．焰色反应是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能 量以光能的形式释放出来 D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲 物质的吸收光谱
[解析]
基态镁原子的核外电子排布式应为：
1．用什么好办法来书写原子的电子排布式？ 提示：一般先写出原子结构示意图，再根据原子结构 示意图写出核外电子排布式，如：
2．为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示：能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量 越低，物质越稳定，物质都有从高能量状态转化到低能量 状态的趋势。
1.能量最低原理
一、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1．原子的电子排布遵循 ________，能使整个原子的能
量处于最低状态，简称________原理。
2 ． 处 于 最 低 能 量 的 原 子 叫 做 ________ 原 子 。 当 ________ 原子的电子 ________ 能量后，电子会跃迁到较高
1s22s22p63s2，故B项不正确；焰色反应是金属原子从激发态 跃迁到基态时以光能形式释放能量，C项不对；甲物质发出 的白光通过低温的乙物质蒸气可得到应是乙物质的吸收光 谱，所以D项错误。 [答案] A
人教版高中化学选修3课件第一节能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道
完成课前学 习
探究核心任 务
@《创新设计》
【自主思考】 1.为什么原子的核外电子排布要遵循能量最低原理呢？ 提示 能量最低原理是自然界普遍遵循的规律。能量越低，物质越稳定，物质 都有从高能量状态转化到低能量状态的趋势。
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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＝_9_0_%_的空间圈出来，即为电子云轮廓图。
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【点拨提升】 宏观物体的运动与微观电子的运动对比 1.宏观物体的运动有确定的运动轨迹，可以准确测出其在某一时刻所处的位置及
运行的速度，描绘出其运动轨迹。 2.由于微观粒子质量小、运动空间小、运动速度快，不能同时准确测出其位置与
速度，所以对于核外电子只能确定其在原子核外各处出现的概率。 (1)电子云图表示电子在核外空间出现概率密度的相对大小。电子云图中小黑点 密度越大，表示电子出现的概率密度越大。 (2)电子云图中的小黑点并不代表电子，小黑点的数目也不代表电子真实出现的 次数。
在激动人心的巨响和脆响中，整个城市的上空都被焰火照亮了，染红了。一团 团盛大的烟花象一柄柄巨大的伞花在夜空开放；像一簇簇耀眼的灯盏在夜空中 亮着；像一丛丛花朵盛开并飘散着金色的粉沫。焰火在夜空中一串一串地盛开， 最后像无数拖着长长尾巴的流星，依依不舍地从夜空滑过。
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高中化学选修三第一章第一节(人教版选修3)
小结： d 能级穿透一个能层，f能级
穿透两个能层。
2．电子排布式的书写
（1）书写规则
将___能__级__上所容纳的电子数标在该能级符___右__上__角____，并 按照能层从左到右的顺序排列的式子，称电子排布式，如氢 元素的电子排布式为：
（2）书写原子的电子排布式：
原子的电子排布式：
氢 H 1s1 钠 Na 1s22s22p63s1
能层最多可容纳的电子数为2n2个。
【学与问】2.不同的能层分别有多少个能级，与能层的序 数（n）间存在什么关系？
第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)， 第3能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。以s、p、d、 f······排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7的二倍!
外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
(3)原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个 电子)。
(4)次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)， 倒数第三层电子数目不能超过32个。
写出1---20号元素的原子结构示意图
练一练 请写出4~10号元素原子的电子排布式。
4 铍Be 5 硼B 6 碳C 7 氮N 8 氧O 9 氟F 10 氖Ne
1s2 2s2 1s2 2s22p1 1s2 2s22p2 1s2 2s22p3 1s2 2s22p4 1s2 2s22p5 1s2 2s22p6
【练习】试书写N、Cl、K、26Fe原子的核外电 子排布式。
• (1)相同能层的不同能级的能量高低顺序 ： ns＜np＜nd＜nf
• (2)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＜4d
人教版高二化学选修三第1章第1节第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 课件
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的能级，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。
[训练 2] 以下对核外电子运动状态的描述正确的是( C ) A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高 速旋转 B．能量低的电子只能在 s 轨道上运动，能量高的电子总是 在 f 轨道上运动 C．能层序数越大，s 原子轨道的半径越大 D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同
解析：电子运动是无序的，没有固定轨道，能量低的在离核 近的区域运动，能量高的在离核远的区域运动。只有选项 C 正 确。
[名师指导] 1.不同能层的同种能级的原子轨道形状相同， 只是半径不同。能层序数 n 越大，原子轨道的半径越大。
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，分别以 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)的关系是原子轨道为 n2 个。
[名师指导] 1.
2．(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。
[训练 1] 以下电子排布式是基态原子的电子排布的是
4．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。 (2)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是 ___优__先__单__独__占__据__一__个__轨__道____，而且自旋状态__相__同____。
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
人教版高中化学选修三课件第1章-第1节-第2课时
是由元素的精细光谱实验得到的结果，一般地说，电子的 能量完全取决于主量子数n和角量子数l，如果n、l的数值相 同，则电子的能量就相同，由不同的n和l组成的各分层，如 2s,3p,4d……其能量必然不同，从能量的角度看，这些分层也 常称为能级。
鲍林根据光谱实验的结果，提出了多电子原子中原子轨道 的近似能级图。应当指出的是，鲍林近似能级图中的能级顺序 只是指价电子层中填入电子时各能级能量的相对高低，正如前 面已经指出的，当电子填入原子轨道后，电子的能量会发生变 化，各电子的轨道能不再维持鲍林的近似能级图顺序。
1.基态原子：处于最低能量的原子。 2．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。 3．电子跃迁与原子光谱
概念：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的吸收光谱或发 析。
【提示】 见下表。
1．电子排布式在书写时特别注意如Cr、Cu等符合洪特 规则特例的元素。
2．上述五种表示核外电子排布的方法中，电子排布图 最能反映电子的排布情况。
【答案】 B
3．五种元素的原子的电子排布式如下： A．1s22s22p63s23p63d54s2 B．1s22s22p63s2 C．1s22s22p6 D．1s22s22p63s23p2 E．[Ar]4s1 试回答： (1)哪种元素是稀有气体？______________________。 (2)A的元素符号是________。 (3)画出D元素的原子核外电子排布图：________。
首先应当指出，在许多其他教科书中，把对构造原理的 解释，如“能级交错”“屏蔽效应”“钻穿效应”等写在构 造原理之前，把它们作为构造原理提出的依据。我们认为这 种观念是值得商榷的，并认为“能级交错”“屏蔽效 应”“钻穿效应”等，只是对构造原理的解释而已，构造原 理并不是这些解释的逻辑结果。
人教版高二化学选修三第1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 课件(共43张ppt)
2020/5/29
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答案：1.(1)电子及其运动特点可概括：体积小、质量小、带 负电；绕核转、运动快、测不准(某时刻的位置和速度)；(离核的) 距离不同、能量相异、描述机率(电子在核外空间某处出现的机 率，即电子云)。
(2)小黑点是电子在原子核外出现的概率密度的形象表述。 小黑点密度越大，表明概率密度越大。
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
[目标导航] 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。
2020/5/29
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研习一 基态与激发态、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。
2020/5/29
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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。
2020/5/29
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[议一议] 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？
2020/5/29
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[议一议] 1．结合电子云和原子轨道的知识，回答下列问题： (1)电子的运动与宏观物体的运动有何不同？ (2)电子云图中的小黑点的含义是什么？小黑点的密度表示 什么？ (3)不同能层的同种能级的原子轨道形状是否完全相同第二周期一些原子的核外电子排布图，请 说出每种符号的意义及从中获得的一些信息。
[填一填]
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。
高中化学 选修三 第一章1.1.3
6. 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 有特征的蓝光和红光。
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
【课堂达标测试2】
原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的 1________________________________________ 能量处于最低状态 ________________ ,简称能量最低原理。 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。电子从较
课堂练习
1、判断下列表达是正确还是错误
1）1s22p1属于基态； 2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；
3）1s22s2 2p63d1属于激发态；
4）1s22s2 2p63p1属于基态；
答案： (1) x(2) x(3)√(4) x
3、基态、激发态相互转化与能量的关系
基态原子
2、光谱分析：由于每一种元素都有自己的特 征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定 它的化学组成。这种方法叫做光谱分析。
3、光谱分析的的原理：利用发射光谱和吸收 光谱。 4、光谱分析的应用：发现新元素和研究天体 的化学组成。
课堂练习
1、在太阳的光谱中有பைடு நூலகம்多暗线，这表明（ D ）
A、太阳内部含有这些暗线所对应的元素
高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至 释放 基态时，将_________能量。光（辐射）是电 释放 子___________能量的重要形式之一。
人教版化学选修3第一章原子结构与性质第一节原子结构第三课时
2021/5/23
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4、关于光谱分析，下列说法错误的（ D ）
A.光谱分析的依据是每种元素都有其独特的
特征谱线 基态与激发态相互转化的应用
基态与激发态相互转化的应用 1）1s22p1属于基态；
B.光谱分析不能用连续光谱 3、在太阳的光谱中有许多暗线，这表明（ ）
光谱分析的依据是每种元素都有其独特的 2、判断下列表达是正确还是错误 1s22s22p63s2
基态与激发态的关系-原子光谱
光谱分析不能用连续光谱
2021/5/23
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课堂练习
1. 下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是 D
A
B
C
D
生活中的可见光一般都和电子跃迁有关
2021/5/23
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2、判断下列表达是正确还是错误
1）1s22p1属于基态；x 2）1s22s2 2p63s2 3p63d54s1属于激发态；x 3）1s22s2 2p63d1属于激发态； √ 4）1s22s2 2p63p1属于基态；x
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。
光谱分析的依据是每种元素都有其独特的
光谱分析不能用连续光谱
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。
1s22s22p63s13p1
2、判断下列表达是正确还是错误
太阳大气层中缺少这些暗线所对应的元素
焰色反应就是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激跃迁到激发态； 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（颜色）的光释放出来。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。碱金属及碱土金属的能级差正好对应 于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。
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第一章 第一节（3） 基态和激发态 吸收光谱和发射光谱
目录
CONTENTS
1、基态和激发态 2、吸收光谱和发射光谱
原子的基态和激发态
1.基态原子：处于最低能量的原子，稳定。 2.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。 电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，无新物质生成。 而原子得失电子时发生的是化学变化。
2.电子由3d能级跃迁至4p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
3.核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的
数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是
1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是( ) A．两粒子的1s能级上电子的能量相同
锂、氦、汞的发射光谱 特征:暗背景, 亮线,
线状不连续
锂、氦、汞的吸收光谱 特征:亮背景, 暗线,
线状不连续
课堂练习
111．如图是锂、氦、汞原子的吸收光谱和发射光谱。其中图
①③⑤ 是原子由基态转化为激发态时的光谱，图 ②④⑥ 是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的 特征谱线不同，请在图中用线段将同种元素原子的吸收光谱和发 射光谱连接起来。
课堂练习
1.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
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.用图示画出基态、激发态相互间转化的能量变化：
吸收能量
基态原子
释放能量
激发态原子
例：Mg 1s22s22p63s2
1s22s22p63s13p1 不稳定，释放能量
4.Plank的量子论指出：物体在发射或吸收电磁波时，能量不连 续（量子化）。以最小单位做跃式增减。
原子的基态和激发态
3.1859年，德国科学家本生和基尔霍夫发现了光谱仪，摄取了当时已知元素 的光谱图。 4.1913年，丹麦科学家玻尔建立了量子力学，第一次认识氢原子光谱是电子
跃迁产生。
5.许多元素通过原子光谱发现： 如铯（1860年）和铷（1861年），其光谱图中有特征的蓝光和红光 1868年科学家通过分析太阳光谱发现了稀有气体氦（太阳元素）。
课堂练习 1.下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（ ） D
A
B
C
D
课堂练习 2.基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布正确的是（C ）
A
B
C
D
课堂练习
39．在下列各组电子构型中，( A、E )属于基态原子， ( C、D )属于激发态原子，( B、F )是错误的电子排布式。
A．1s22s2 B．1s22s22p2y C．1s22s22p63s23p1x3p1y3p1z4s1 D．1s22s22p63s23p54s1 E．1s22s22p63s23p1x3p2y3p1z F．1s22s22p62d53s2
PART 2
吸收光谱和发射光谱
光谱及光谱分析
1.光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或放出不同 的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子吸收光谱或发 射光谱，总称原子光谱。
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。
光谱的应用：发现新元素、鉴定元素
吸收光谱和发射光谱
C
B. 两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D.两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
阅读 科学史话：P8-P9
1.“光谱”的提出：牛顿，1672年 2. 类比音乐音节提出“七基色”：“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”
可见光波长400-760nm， 红色：622-597nm；橙色：597—577nm；黄色：577-492nm 绿色：492-455nm；蓝色：455-390nm；紫色：380-420nm
原子能级跃迁时，处于激 发态的原子可能经过一次 跃迁回到基态；也可能由 较高能级的激发态先跃迁 到较低能级的激发态，最 后回到基态。到底发生几 次跃迁是不确定的。
原子的基态和激发态
焰色反应就是某些金属原子的电 子在高温火焰中，接受了能量，从 基态跃迁到激发态；处于激发态的 电子十分不稳定，在极短的时间内 便跃迁到基态或者较低的能级，并 在跃迁过程中以光的形式释放能量。