能层、能级、构造原理

第一节原子结构第1课时能层、能级、原子光谱和构造原理学业要求核心素养建构1.知道原子核外电子的能级高低顺序。

2.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。

3.了解原子核外电子排布的构造原理。

4.能书写1～36号元素基态原子的核外电子排布式。

『知识梳理』一、能层与能级1.能层(1)核外电子按能量不同分成能层，电子的能层由内到外排序，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K L M N O P Q最多电子数 2 8 18 32 50 72 98(2)能层越高，电子的能量越高：E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。

2.能级(1)同一能层还分成不同能级。

(2)能级用相应能层的序数和能级的字母代号s、p、d、f组合在一起来表示，在每一个能层中，能级符号的顺序是n s、n p、n d、n f……(n表示能层)。

(3)任一能层的能级数等于该能层序数，如第三能层有3个能级( 3s、3p和3d)。

(4)s、p、d、f……能级可容纳的最多电子数为1、3、5、7……的2倍。

(5)多电子原子里，同一能层各能级的能量顺序：E(n s)<E(n p)<E(n d)<E(n f)。

3.能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数[微自测]1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。

(1)第三能层有s、p共2个能级()(2)3d能级最多容纳5个电子()(3)第三能层最多容纳8个电子()(4)任一能层的s能级最多容纳的电子数均为2()(5)3p2表示3p能级只能填充两个电子()(6)同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐升高()(7)各能级最多可容纳的电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√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：处于最低能量状态的原子。

高中化学选修三能层能级构造原理能层、能级和构造原理是组成原子的基本概念，对于理解原子的结构和性质非常重要。

接下来我会分别介绍这三个概念，并详细解释它们之间的关系。

能层是指电子在原子中分布的范围。

在原子核周围，分为一层一层的能层。

每个能层都有不同的能级和容纳电子的数量限制。

在最内层的能层称为K层，其次依次为L层、M层、N层等，没有明确的限制，但K、L、M层较为常见。

能级是指原子中能量相同的电子组成的一组电子。

每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。

能级的数量是根据能层和每个能层能够容纳的电子数量来决定的。

构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构来解释原子中电子的排布规则。

泡利不相容原理指的是原子中的电子不允许处于相同的状态，即一个原子中的电子数量不超过2n²，其中n为能层的编号。

薛定谔方程是描述电子波函数的方程，通过求解薛定谔方程，可以确定电子的能级分布。

原子壳层结构是指电子填充能层和能级时的一种排列规则，一般遵循能量最低原则，即由低能量到高能量逐个填充。

能级和能层之间的关系是，能级是能层中电子的划分，每个能层含有若干个能级。

每个能级都有固定的能量，而且在同一能层中的所有电子具有相同的能级。

能层和能级的数量是由原子的结构决定的，不同的原子具有不同的能层和能级数量。

能级和能层的存在对原子的性质有很多影响。

首先，能级和能层的存在使得原子中的电子具有一定的空间分布，从而使得原子具有一定的体积。

其次，能级和能层的分布使得原子具有一定的能量差异，从而形成能级跃迁和能层跃迁，这是原子发射和吸收光的基础。

此外，能级和能层还对原子的化学反应、电子结构和磁性性质等方面有重要影响。

综上所述，能层、能级和构造原理是理解原子结构的重要概念。

能层是电子分布的范围，每个能层包含多个能级。

能级是能量相同的电子组成的一组电子。

构造原理是根据泡利不相容原理、薛定谔方程和原子壳层结构解释电子的排布规则。

第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理1．知道原子的诞生及人类认识原子结构的演变过程。

2.熟知核外电子与能层的关系，核外电子的能级分布。

3．能根据构造原理写出1～36号元素的核外电子排布。

原子的诞生能层与能级1．原子的诞生2．宇宙中元素的组成及含量3．能层与能级(1)能层：根据多电子原子的核外电子的能量差异，将核外电子分成不同的能层，能层用n表示，n值越大，能量越高。

(2)能级①根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分成不同的能级。

②能级用相应能层的序数和字母s、p、d、f……组合在一起来表示，如n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为n s、n p、n d、n f……填写下表：由上表可推知：a．能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3s、3p、3d 3个能级。

b．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。

1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例)。

语句描述正误阐释错因或列举反例(1)能级就是电子层(2)每个能层最多可容纳的电子数是2n2(3)同一能层中不同能级的能量高低相同(4)不同能层中的s能级的能量高低相同(2)√(3)×同一能层中不同能级的能量高低顺序是E(n s)＜E(n p)＜E(n d)＜E(n f)……(4)×不同能层中同一种能级，能层序数越大能量越高2．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量()A．前者大于后者B．后者大于前者C．前者等于后者D．无法确定解析：选B。

在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是K、L、M、N、O、P、Q……故B正确。

3．能层序数与该能层所含能级的种类数有什么关系？不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同吗？答案：能层序数等于该能层所包含的能级数。

不同能层的同一种能级，最多容纳的电子数相同。

题组一原子的诞生及原子结构理论的发展1．(2020·石家庄高二期中)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解析：选B。

第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时能层与能级原子光谱构造原理一、能层与能级1．能层号（n）的关系：每个能层所容纳的最多电子数=2n2个。

2．能级：同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。

（1）能级的表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示。

（2）能级数目的确定：任一能层包含的能级数等于能层序数，如第三能层有3个能级。

（3）s、p、d、f 各能级可容纳的电子数规律是电子数分别为1、3、5、7的2倍。

（4）能级的能量顺序比较①同一能层不同能级：4s<4p<4d<4f②不同能层同一能级：1s<2s<3s<4s……，2p<3p<4p……〔拓展延伸〕根据以上的能层与能级上填充的最多电子数规律，解释为什么第五能层最多填充的电子数为50个。

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。

【深刻理解】基态、激发态相互间转化的能量变化基态原子／―――――吸收能量↖――――――释放能量光辐射↘／激发态原子〔特别提醒〕（1）一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。

（2）光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。

焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等都与核外电子跃迁释放能量有关。

2．原子光谱与光谱分析（1）原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时会②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，总称原子光谱；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。

【特别提醒】仔细观察锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱（图1~4），分析吸收光谱和发射光谱的不同点和相同点。

①不同点：吸收光谱：明亮背景的暗色谱线；发射光谱：暗色背景的明亮谱线②相同点：吸收的光和释放的光频率相同。