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1、第2课时基态原子的核外电子排布原子轨道1.知道原子的基态和激发态的含义。2.初步知道原子核外电子的跃迁、吸收和发射光谱，了解其简单应用。3了解电子云和原子轨道的含义。4.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。5.了解泡利原理和洪特规则。基态与激发态、光谱学生用书P41基态原子与激发态原子2原子光谱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射光谱，总称原子光谱。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。1下列关于同一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
2、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：选C。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。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原子的发射光谱解析：选B。能量E(3d)E(4p)，故电子由3d能级跃迁至4p能级时，要吸收能量，形成吸收光谱。光谱与光谱分析1光谱形成的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光谱的分类发射光谱是暗色背景的明亮谱线，吸收光谱则是明亮背景的暗色谱线，两者谱线一一对应(
3、见教材光谱图)。3光谱分析不同元素的原子光谱都是特定的，光谱图就像“指纹辨人”一样，可以辨别形成光谱的元素。人们已用光谱分析方法发现了许多元素，如铯、铷、氦、镓、铟等元素。下列说法中正确的是()A焰色反应是化学变化B基态碳原子的电子排布式是1s22s12p3C焰色反应中观察到的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色D同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量解析基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，B项不正确；焰色反应中观察到的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，焰色反应是物理变化，A、C项不正确。答案D(1)例题B项中的
4、电子排布式可能存在吗？若由基态变为此状态，需要吸收能量还是放出能量？(2)任何元素的原子从基态到激发态都要吸收能量，从激发态到基态都要放出能量。为什么具有焰色反应现象的元素大多为金属而不是所有元素都有焰色反应？答案：(1)可能存在。该状态表明2s能级的电子跃迁到3p能级，3p能级的能量高于2s，故属于电子吸收能量的类型。(2)元素的原子从激发态到基态要放出能量，发出的电磁波的频率各不相同，只有在可见光范围的才会有焰色反应现象。(1)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。我们看到的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故焰色反
5、应是物理变化而不是化学变化。基态和激发态1下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是()A1s12s1 B1s22s12p1C1s22s22p63s2 D1s12s12p63p1解析：选C。根据构造原理，基态原子的核外电子的排布总是优先占据能量低的能级，填满后再逐一填充能量高的能级。低能量的能级没填满就填高能量的能级的原子处于激发态。A项，1s12s1为激发态；B项1s22s12p1为激发态；D项1s12s12p63p1为激发态；只有C项处于基态。2当镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时，以下说法正确的是()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
6、成基态，这一过程中释放能量C转化后镁原子的性质更稳定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：选A。镁原子3s能级上的电子被激发到3p能级上，要吸收能量变为激发态原子，其性质比基态更不稳定，所以A项正确，B、C项错误；变成激发态后，Mg与Si电子层结构不同，化学性质也不相似，D项错误。光谱现象与电子跃迁3(2017宜昌一中检测)图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是()解析：选D。燃放焰火、霓虹灯光、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。4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
7、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解析：选A。在电流作用下，基态氖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。电子云与原子轨道核外电子排布规则学生用书P51电子云及形状(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原子轨道(1)定义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)数
8、目 ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道。3核外电子排布规则4电子排布图用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。如氮原子的电子排布图为 。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)同一原子中2p、3p、4p能级轨道数依次增多。()(2)在一个基态多电子原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子存在。()(3)3p2表示3p能级有两个轨道。() (4)核外电子排布的表示方法中，电子排布图最能反应电子的排布情况。()(5)2p违背了洪特规则。()(6)3d6的电子排布图为。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2017资阳高二检测)下列
9、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电子云半径相同解析：选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，不是表示电子运动的轨迹，A错误，B正确；电子云界面图中的小黑点越密表示电子在核外空间出现的机会越多，C错误；钠原子的1s、2s、3s电子云半径逐渐增大，D错误。3下列基态原子的电子排布图中正确的是()解析：选A。B违背了洪特规则，2p轨道应为，C、D违背了能量最低原理，C应为，D应为。1基态原子的核外电子排布的表示形式(1)电
10、子排布式电子排布式，如K原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1。简化的电子排布式，如K原子简化的电子排布式：Ar4s1。(2)电子排布图：每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如第二周期元素基态原子的电子排布图如下所示：(3)画电子排布图时的注意事项一个方框表示一个原子轨道，一个箭头表示一个电子。不同能级中的要相互分开，同一能级中的要相互连接。整个电子排布图中各能级的排列顺序要与相应的电子排布式一致。当中有2个电子时，它们的自旋状态必须相反。基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。用构造原理得到的电子排布式给出了基态原子核外电子在能层和能级中的排布，而
11、电子排布图还给出了电子在原子轨道中的排布。另外，我们通常所说的电子排布是基态原子的电子排布。2有少数元素基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差，因为能量相同的原子轨道在全充满(如p6、d10和f14)、半充满(如p3、d5和f7)和全空(如p0、d0和f0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。(1)根据能量最低原理排布电子时，注意能级交错现象。(2)涉及原子核外电子较多的电子排布时，要综合考虑排布的原则，不能顾此失彼。(3)能层、能级、原子轨道和自旋状态四个因素决定了电子的运动状态，而与电子能量有关的因素是能层和能级。换句话说，只要是处于同一能层、同一能级中的电子，其能量就是相等的。(
12、4)在同一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的两个电子。如图是s能级和p能级的原子轨道图。试回答下列问题：(1)s电子的原子轨道呈_形，每个s能级有_个原子轨道；p电子的原子轨道呈_形，每个p能级有_个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有3个互相_(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是_，它的最低价氢化物的电子式是_。(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn1npn1，Y的元素符号为_，原子的核外电子排布式为_。(4)下列电子排布图中，能正确表示元素X的原子处于最低能量状态的是_。解析(1)s电子的原子轨道呈球
13、形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，np轨道已排有电子，说明ns轨道已排满电子，即n2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，X是氮元素。其最低价氢化物为NH3，电子式为。(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn1npn1，则n12，n3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是硫元素。(4)若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B项违背洪特规则，C项表示元素的原子
14、处于激发态，违背能量最低原理。答案(1)球1哑铃3(2)2p垂直氮(3)S1s22s22p63s23p4(4)D在例题的元素Y的基态原子中，填充有电子的原子轨道数共有多少个？该元素的原子中共有多少个运动状态不同的电子？答案：填充有电子的原子轨道数共有9个，运动状态不同的电子共16个。电子云和原子轨道1下列有关电子运动状态及电子云的叙述正确的是()A电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度B电子云直观地表示了核外电子的数目C1s电子的电子云轮廓图是一个球形，表示在这个球以外，电子出现的概率为零D电子云是电子绕核运动形成的一团带负电荷的云雾解析：选A。电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度。为了形象地表示电子在原子核外空间的运动状况，人们常在电子云轮廓图中用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现的概率密度：小黑点密集的地方，表示电子出现的概率大；小黑点稀疏的地方，表示电子出现的概率小。在1s电子的球形电子云以外，电子出现的概率很小但不为零。2下列说法中正确的是()A1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B基态氢原子的电子云是圆形的Cns能级的原子轨道图可表示为D3d3表示3d能级有3个原子轨道解析：选C
