2026人教版高中化学选择性必修2《物质结构与性质》第一章　第一节　第1课时　能层与能级　基态与激发态　原子光谱课件

能层与能级基态与激发态原子光谱第1课时第一章第一节1.通过认识原子结构与核外电子排布理解能层与能级的关系。2.通过核外电子能量不同分析、理解基态与激发态的含义与关系。3.能辨识光谱与电子跃迁之间的关系。核心素养

发展目标课时对点练内容索引一、能层与能级二、基态与激发态原子光谱<一>能层与能级1920年，丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上，提出_________，开启了用原子结构解释___________的篇章。1925年以后，玻尔的“壳层”落实为“_____”与“_____”，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_________事实为依据的完整的构造原理。构造原理元素周期律能层能级原子光谱1.能层(1)划分依据根据_____不同，将核外电子分为不同的能层。(2)表示方法及最多可容纳电子的数量关系每一能层最多可容纳的电子数为_____(n为能层序数)。电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数如下：能层一二三四五六七符号_____________________最多电子数_____________________能量2n2KLMNOPQ281832507298(3)能层间的能量关系能层越高，电子的能量越___，能量的高低顺序为____________________________________。(4)原子的电子层模型示意图E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)由内到外，电子能量由低到高，能层最多容纳的电子数由少到多。高2.能级(1)划分依据根据同一能层电子的_____不同，将它们分为不同能级。(2)表示方法能级用相应的能层序数(1、2、3、4……)和字母(s、p、d、f……)组合起来表示。如1s、2s、2p、3s、3p、3d……(3)数量关系①任一能层的能级总是从___能级开始。②能级数=___________。能量s该能层序数③s、p、d、f……各能级可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。④能层、能级与最多容纳的电子数见下表：能层(n)一二三四五六七……符号KLMNOPQ……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多容纳的电子数22626102610142……………………281832………………2n2(4)能量关系相同能层不同能级，能级越高，电子能量越高，即E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……归纳总结1.以s能级为例，不同能层的s能级之间的能量有何关系？提示

不同能层的s能级的能量关系：E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s)……2.以s、p、d、f为符号的能级分别最多可容纳多少个电子？3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数是否相同？提示

最多容纳的电子数：s能级2个，p能级6个，d能级10个，f能级14个；3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数相同。3.第五能层最多可容纳多少个电子？它们分别容纳在几个能级中？提示

第五能层最多容纳50个电子；它们分别容纳在5个能级中。1.(2024·长沙期末)下列能级符号表示正确且可容纳的最多电子数按照从少到多的顺序排列的是A.1s、2p、3d、4p B.1s、2p、3d、4fC.2s、2p、2d、3d D.3s、3p、3d、3f√s、p、d、f能级可容纳的最多电子数分别为2、6、10、14。可容纳的最多电子数：2p=4p<3d，故A错误；从M层开始有d能级，不存在2d能级，故C错误；从N层开始有f能级，不存在3f能级，故D错误。2.下列关于能层与能级的说法正确的是A.同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同B.p能级的能量一定比s能级的高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.多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同√同一原子中，符号相同的能级上的电子能量不一定相同，如能量：2s>1s，A正确；能层相同的p能级的能量一定比s能级的高，能层不同不一定，B错误；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数都是2，C错误；多电子原子中，同一能级上电子的能量相同，D错误。3.比较各能层或能级中电子能量大小：(1)E(2s)

E(4s)；

(2)E(3p)

E(3d)；

(3)E(5d)

E(4d)；

(4)E(3s)

E(2p)；

(5)E(K)

E(L)

E(M)。

<<>><<不同能层的能量按K、L、M、N、O、P、Q……的顺序依次升高，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f……的顺序依次升高。4.碘是人体中的重要元素，人体缺碘易患甲状腺肿大，请回答下列问题：(1)碘原子的结构示意图为

。

(2)碘原子有

个能层，核外电子占据的最高能层符号为

，该能层有

个能级。

(3)碘原子核外能量最高的电子所在的能级是

。

5O55p返回<二>基态与激发态原子光谱1.基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于_________状态的原子。(2)激发态原子：基态原子_____能量，它的电子会跃迁到_____能级，变为激发态原子。(3)基态、激发态原子相互间转化的能量变化最低能量吸收较高基态原子激发态原子吸收释放光注意

处于不同能级的电子在一定条件下会发生跃迁。电子由低能级吸收能量跃迁到高能级，也可以由高能级释放能量跃迁到低能级。2.原子光谱(1)原子光谱的形成及分类不同元素原子的电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原子的_________或_________，总称原子光谱。吸收光谱发射光谱吸收光谱发射光谱吸收释放(2)原子光谱的应用——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__________。光谱分析的依据是每一种元素原子都有自己的特征谱线。光谱图就像“指纹”一样，可以用于辨别形成光谱的元素。光谱分析焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与原子核外电子跃迁有关。已知霓虹灯发光的原理为通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到能量较高的能级，但处在能量较高能级上的电子会很快以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的能级，所发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段。试分析焰色试验中焰色产生的过程及呈现不同焰色的原因？焰色试验是化学变化还是物理变化？提示

焰色产生的过程及呈现不同焰色的原因：受热后金属元素原子中的电子吸收能量跃迁到能量较高的能级，变为激发态原子，激发态原子中的电子跃迁到能量较低的能级时，多余的能量以光的形式释放，释放的能量不同，光的颜色不同。金属元素的焰色是电子跃迁的结果，故焰色试验是物理变化，该过程中因受热可能伴随化学变化。1.正误判断(1)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁(2)电子的跃迁是物理变化(3)电子跃迁时只吸收能量(4)同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量(5)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√××√√燃放的焰火、LED灯发光、从太阳光谱中发现氦都与电子跃迁有关；铜丝可以导电是因为自由电子的定向移动，与电子跃迁无关，B符合题意。2.(2024·成都十八中期末)电子跃迁伴随着能量的释放或吸收。下列与电子跃迁无关的是A.燃放的焰火B.铜丝可以导电C.装饰建筑夜景的LED灯光D.从太阳光谱中发现氦√3.(2024·安徽池州期中)燃放烟花是中国人民在重要节日庆祝的一种方式，如辛弃疾在《青玉案·元夕》中写道：“东风夜放花千树，更吹落、星如雨。”下列关于烟花的说法正确的是A.烟花的色彩是原子吸收光能产生的B.烟花的绿色是铜原子核外电子从基态跃迁到激发态所致C.可以通过加入某些金属化合物使烟花绽放特定的颜色D.烟花呈现出各种焰色是化学变化√烟花的色彩是激发态原子中的电子跃迁到能量较低的能级时，以光的形式释放能量而产生的，故A、B项错误；不同金属元素的焰色不同，可以通过加入某些金属化合物使烟花绽放特定的颜色，故C正确；焰色试验是物理变化，故D错误。4.(2024·黑龙江绥化开学考)下列有关说法正确的是A.电子易从1s跃迁到4d上B.电子只有获得能量后才能发生跃迁C.激发态碳原子变为基态碳原子时能产生发射光谱D.灼烧含钠元素的物质，产生黄光时电子的能量会升高√一般电子容易在能量相近的不同能级之间发生跃迁，E(4d)≫E(1s)，电子不易从1s跃迁到4d上，故A错误；电子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时释放能量，故B错误；激发态碳原子变为基态碳原子时，会释放能量，产生发射光谱，故C正确；灼烧含钠元素的物质，产生黄光时电子会释放能量，其能量降低，故D错误。返回课时对点练对一对答案1234567891011121314题号12345678答案ABDCCACA题号910111213答案BCDC

B1514.答案123456789101112131415(1)1s

2s、2p

3s、3p、3d

4s、4p、4d、4f(2)2

6

10

14(3)①>

>

>

②<

<

<答案12345678910111213141515.(1)2

2s和2p

(2)2N2H4+N2O43N2+4H2O

(3)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2题组一能层、能级的理解与应用1.(2024·山东菏泽一中高二月考)下列能级符号中，不正确的是A.3f B.2s C.3d D.2p对点训练答案123456789101112131415√第一能层只有1s能级，第二能层有2s、2p能级，第三能层有3s、3p、3d能级，不存在3f能级，故B、C、D正确，A错误。2.(2024·吉林通化高二期末)下列关于能层和能级的说法错误的是A.每个能层中的能级数都等于该能层序数B.原子核外每个能层容纳的电子数都是n2(n表示能层序数)C.d能级最多能容纳10个电子D.任一能层的能级总是从s能级开始答案123456789101112131415√每个能层中的能级数都等于该能层序数，如第一能层只有一个能级，第二能层有两个能级，第三能层有三个能级，其余能层同理，A正确；原子核外每个能层最多容纳电子数都是2n2(n为能层序数)，B错误；各能级按s、p、d、f……的顺序，可容纳的最多电子数依次为1，3，5，7……的2倍，所以d能级最多能容纳10个电子，C正确。答案1234567891011121314153.第N能层所含能级数、最多容纳电子数分别为A.3、18 B.4、24C.5、32 D.4、32答案123456789101112131415√每一能层包含的能级数目等于该能层的序数，故第四能层包含s、p、d、f

4个能级；每一能层所容纳的最多电子数为2n2，故第四能层最多所容纳的电子数为2×42=32个。能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，故A不符合题意；在第n层中不同能级的能量大小顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……，同一个能层上的不同能级上的电子，能量大小不同，故B不符合题意。4.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是A.最易失去的电子能量最高B.同一个能层上的不同能级上的电子，能量大小不同C.L层电子的能量比K层电子的能量低D.在离核最近的区域内运动的电子能量最低答案123456789101112131415√5.下列说法错误的是A.某原子K层上只有一个电子B.某离子M层和L层上的电子数均为K层的4倍C.某原子M层上的电子数为L层电子数的4倍D.存在核电荷数与最外层电子数相等的离子答案123456789101112131415√氢原子K层上只有一个电子，A正确；Cl-、K+等M层和L层上的电子数均为K层的4倍，B正确；原子核外已有M层，则L层全排满，即8个电子，这样M层就有32个电子，而M层为第三能层，最多可容纳的电子数为18个，故不可能，C错误；O2-核电荷数为8，最外层电子数也为8，D正确。答案1234567891011121314156.下列能级符号表示正确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、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、3p D.3p、3d、3f答案123456789101112131415√K层只有s能级，s能级最多容纳2个电子；L层有s、p能级，p能级最多容纳6个电子；M层有s、p、d能级，d能级最多容纳10个电子，故A正确，B、C错误；M层没有f能级，故D错误。题组二基态与激发态原子光谱7.下列关于同一种原子的基态和激发态的说法正确的是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√同一原子处于激发态时能量较高，较不稳定，A、B不正确；电子从基态跃迁到激发态时，会产生发射光谱，D不正确。答案1234567891011121314158.(2024·青岛高二期末)下列说法正确的是A.许多元素是通过原子光谱发现的B.2d能级最多容纳10个电子C.电子从激发态跃迁到基态时可形成吸收光谱D.原子的电子发生跃迁，是指电子从较低能量的状态变为较高能量的状态√答案123456789101112131415答案123456789101112131415历史上许多元素是通过原子光谱发现的，如铯、铷等，故A正确；第二能层只包含2s、2p能级，没有2d能级，故B错误；电子从激发态跃迁到基态是高能态变为低能态，可形成发射光谱，故C错误；电子从较低能量的状态变为较高能量的状态与电子从较高能量状态变为较低能量状态都称为电子跃迁，故D错误。9.下列有关光谱的说法不正确的是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.电子由低能级跃迁至较高能级时，可通过光谱仪直接摄取原子的发射

光谱C.燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关D.通过光谱分析可以鉴定某些元素√答案123456789101112131415答案123456789101112131415不同元素原子的电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原子的吸收光谱或发射光谱，A正确；电子由低能级跃迁至较高能级时，要吸收能量，光谱仪摄取到的是吸收光谱，B错误；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，D正确。10.下列有关能层和能级的叙述正确的是A.M能层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子B.3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多可容纳7个电子C.无论哪一能层的s能级容纳的最多电子数均为2D.任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级√答案123456789101112131415综合强化答案123456789101112131415A项，M能层有s、p、d共3个能级，最多容纳18个电子；B项，3d能级最多容纳10个电子，从N能层开始有f能级，最多容纳14个电子，不存在3f能级；C项，每个能层都从s能级开始，且s能级最多容纳2个电子；D项，K能层只有s能级，不含有p能级。11.下列对焰色试验的描述正确的是A.焰色试验只是金属单质特有的性质B.焰色试验是化学变化C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现

出来D.焰色试验是金属原子或离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，将能量以光的形式表现出来的现象√焰色试验是大多数金属元素的性质，是物理变化。答案12345678910111213141512.下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是A.激光笔产生红色光线B.金属钠在空气中燃烧时的火焰呈黄色C.用光束照射胶体时产生光亮的通路D.焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案√答案123456789101112131415答案1234567891011121314光是电子跃迁释放能量的重要形式之一，激光笔产生的红色光线是可见光，与原子核外电子的跃迁有关，故A项正确；用光束照射胶体时产生光亮的通路是胶体的丁达尔效应，与原子核外电子的跃迁无关，故C项错误；燃烧的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案为金属元素的焰色试验，与原子核外电子的跃迁有关，故D项正确。1513.W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且原子核外L能层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是A.X和Y元素原子核外均有3个能级B.W元素原子核外只有1个电子C.Z元素原子的M层上有3个能级，有6个电子D.X、Y、Z元素形成的简单离子具有相同的电子层结构√答案123456789101112131415答案123456789101112131415由题给信息分析可知W、X、Y、Z元素分别为H、N、P、Cl元素。W(H)元素原子核外只有1个电子，B正确；Z(Cl)元素原子的M层有3s、3p、3d共3个能级，其中3s能级有2个电子，3p能级有5个电子，C错误；X(N)、Y(P)、Z(Cl)元素形成的简单离子分别为N3-、P3-和Cl-，其中P3-和Cl-具有相同的电子层结构，D错误。14.(1)用符号填写能层所含能级种类：K层：

；L层：

；

M层：

；N层：

。(2)用数字填写能级所能容纳的最多电子数目：s：

；p：

；d：

；f：

。

(3)比较下列能级的能量高低(填“<”“=”或“>”)。①E(4f)

E(4d)

E(4p)

E(4s)；

②E(1s)

E(2p)

E(3d)

E(4f)。

答案1234567891011121314151s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f261014>>><<<15.下表给出了五种元素的相关信息，其中A、B、C、D为短周期元素。答案123456789101112131415元素相关信息A在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料B工业上通过分离液态空气获得其单质，其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障C植物生长三要素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂D室温下其单质为固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰E它是人体不可缺少的微量元素，其单质也是日常生产和生活中不可缺少的金属原材料，常用于制造桥梁、楼房等根据上述信息填空：(1)B元素的基态原子