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.①③

D.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。

(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：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。

(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。

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。

(3)各能级所含有原子轨道数目

归纳总结：原子轨道与能层序数的关系

(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。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，分别以p x、p y、p z表示。在同一能层中p x、p y、p z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。

例3下列关于电子云的说法中，正确的是()

A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹

B.电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小

C.电子云界面图中的小黑点越密表示该核外空间的电子越多

D.钠原子的1s、2s、3s电子云半径相同

答案 B

例4下列各能级中原子轨道数最多的是()

A.7s

B.6p

C.5d

D.4f

答案 D

例5下列说法正确的是()

A.因为p轨道是“8”字形，所以p电子是“8”字形

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

答案 B

学习总结

1.基态原子的核外电子排布遵循构造原理。

2.电子及其运动特点可概括为体积小、质量轻、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、描述概率(电子在核外空间某处出现的概率，即电子云)。

3.原子轨道：同一能层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同；不同能层，同种能级其原子轨道形状相同，半径不同，能量不同。

课堂检测

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

答案 C

2当碳原子的核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3时，下列说法正确的是()

A.碳原子由基态变为激发态

B.碳原子由激发态变为基态

C.碳原子要向外界环境中释放不同的光

D.碳原子要向外界环境释放能量

答案 A

3.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

答案 B

4.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是()

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轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动

C.p轨道呈哑铃形，在空间有两个伸展方向

D.与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大

答案 D

5.硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________，电子数为________。

【考点】电子云与原子轨道

【题点】原子轨道

答案M9 4