能量最低原理基态激发态与光谱练习

第3课时能量最低原理、基态与激发态、光谱
一、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。

二、基态与激发态
1.基态：处于最低能量的原子叫做基态原子。

例如：Na原子的基态其实就是电子排布为1s22s22p63s1的状态。

2.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。

例如：如果Na原子的基态的某一能级吸收了能量，就会发生跃迁到更高能量的能级，如Na基态中的2p能级吸收了能量，那么其中的一个电子就有可能跃迁到3s能级，最终形成激发态的1s22s22p53s2
3.基态、激发态相互间转化的能量变化
吸收能量
激发态原子
释放能量，主要形式为光
三、原子光谱
1.定义：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。

2.分类：发射光谱、吸收光谱
锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱特征：发生光谱为暗背景，亮线，线装连续不断
吸收光谱为亮背景，亮线，线装连续不断
注意：烟色反应的原理就是原子从基态变为激发态，再从激发态变成基态时的电子跃迁造成的能量以可见光形式释放的过程，所以是一个物理变化。

3.光谱应用：①光谱分析，利用原子光谱的特征谱线来鉴定元素。

.②解释霓虹灯发光，烟火发光等生活现象。

一、原子的诞生1.在物质结构研究的历史上,首先提出原子内有原子核的科学家是( )解析:汤姆生最早提出了电子学说,道尔顿最早提出了原子学说,卢瑟福最早提出了原子核,玻尔最早提出了原子的行星模型。

答案:C2.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( )A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子答案:B3.据报道,月球上有大量3He存在。

下列关于3He的说法正确的是( )A.是4He的同分异构体B.比4He多一个中子C.是4He的同位素D.比4He少一个质子答案:C二、能层与能级1..M能层对应的电子层是( )A.第一能层B.第二能层C.第三能层D.第四能层答案:C2.下列各能层中不包含p能级的是( )答案:D3.下列各电子能层中含有3p能级的是( )能层能层能层能层答案:C能层具有的能级数为( )解析:每一个能层所具有的能级数等于能层序数,N能层为第四能层,故能级数为4。

答案:B5.下列各能层中不包含d能级的是( )能层能层能层能层答案:C6.下列能级中,不属于M能层的是( )答案:B7.在N能层中,最多能容纳的电子数为( )答案:D9.下列能级中可容纳电子数最多的是( )答案:D10.下列说法正确的是( )A.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量相等C.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D.各能层含有的能级数为n(n为能层序数)答案:D11.下列是关于多电子原子核外电子运动规律的叙述,其中叙述正确的是( )A.核外电子是分层运动的B.所有电子在同一区域里运动C.能量高的电子在离核近的区域运动D.同一能层的电子能量相同答案:A12.画出Be、N、Ne、Na、Mg这些元素的基态原子结构示意图,并回答下列问题:((1)只有K层与L层的元素有(2)含有M层的有(3)最外层电子数相同的有。

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。

第一章原子结构与性质第一节原子结构第一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课后篇素养形成必备知识基础练1.下列能级中,可容纳电子数最多的是()A.6sB.4pC.3dD.4f:n s能级为2个,n p能级为6个,n d能级为10个,n f能级为14个。

2.某基态原子第四能层中有2个电子,该原子M能层中的电子数为()A.8B.18C.8~18D.18~32能层为第三能层,当M能层为原子的次外层时,对应能级分别为3s、3p、3d,根据构造原理,既然4s能级已填充电子,则3s、3p能级肯定填满,3d可能填满,可能未填满,也可能未填充电子,故该能层电子数为8~18。

3.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取到()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4p能级的能量要高于3d能级的能量,电子由3d能级跃迁至4p能级时需要吸收能量,故得到的是原子的吸收光谱。

4.下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是()①Be:1s22s12p1②O:1s22s22p4③He:1s12s1④Cl:1s22s22p63s23p5A.①②B.②③C.①③D.②④Be:1s22s12p1是激发态,2s能量低于2p,故错误;②O:1s22s22p4符合能量最低原理,故正确;③He:1s12s1是激发态,1s能量低于2s,故错误;④Cl:1s22s22p63s23p5符合能量最低原理,故正确。

5.某原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 1,该元素最可能的化合价为( ) A.+1 B.+3C.+5D.-5,该原子的最外能层上有3个电子,故该元素的原子容易失去3个电子表现+3价。

6.下列说法中不正确的是( )A.同一原子中,2p 、3p 、4p 能级的轨道数依次增多B.3p 2表示3p 能级有两个电子C.K +的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 6D.处于最低能量的原子叫做基态原子p 能级都只有3个轨道,A 项错误。

第2课时构造原理与电子排布式能量最低原理、基态与激发态、光谱1.了解原子核外电子排布的构造原理以及能量最低原理。

2知道原子核外电子的能级分布,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。

1.构造原理科学家归纳大量的①光谱事实得出结论:随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循以下顺序:1s2s②2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p……这种规律称为③构造原理。

2.电子排布式电子排布式中,能级符号右上角的数字是④该能级上排布的电子数,Na的电子排布式为⑤1s2s2p3s。

在书写电子排布式时,能层较低的能级要写在⑥左边,不能按填充顺序书写。

例如,原子序数为21的钪Sc的电子排布式中最后两个能级表示为⑦3d4s。

3.能量最低原理、基态与基发态现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循⑧构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称⑨能量最低原理;处于最低能量的原子叫作⑩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;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。

4.光谱与光谱分析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吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱;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.为什么K原子的原子结构示意图不是,而是呢?2.根据构造原理和原子核外电子排布原则分析,为什么原子核外电子的最外层不超过8个,次外层不超过18个?3.电子排布式的书写顺序与构造原理中电子进入能级的顺序是否一致?如果不一致,电子排布式按何种顺序书写?4.根据构造原理和能量最低原理,可以写出氢原子的电子排布式:1s1。

那么,氢原子是否有其他能级?如果有,氢原子的电子排布式能否出现2s1的情况?如果没有,请说明原因。

课时跟踪训练(二)[基础巩固]1．有人造小太阳美称的氦灯通电，灯泡发出耀眼的白光，产生这一现象的原因是( ) A．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红外线以外的光线B．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量C．在电流的作用下，氦原子与构成灯光的物质发生反应D．氦原子获得电子后转变成发出白光的物质[解析]解决此类问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和现象。

在电流的作用下，基态氦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白光；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，从而产生白光，故B项正确。

[答案] B2．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似[解析]基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，由基态转化成激发态，电子能量增大，需要吸收能量，故A正确；镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，由基态转化成激发态，故B错误；同一轨道不可能有自旋状态相同的两个电子，故C错误；转化后镁原子与硅原子电子层结构不同，化学性质不同，故D错误。

[答案] A3．在下列所示的微粒中，氧化性最强的是( )A．1s22s22p2B．1s22s22p5C．1s22s22p63s1D．1s22s22p6[解析]由电子排布式判断四种微粒分别为C、F、Na、Ne，根据四者在元素周期表中的位置可判断F的非金属性最强、氧化性最强。

[答案] B4．图1和图2分别是1s电子的概率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轨道呈球形，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[解析]A、D项，小黑点只表示概率分布；B项，电子在球体内出现机会多，在球体外也出现，但机会较少。