高中化学选修3人教版：第一章 第一节3基态和激发态
高中化学 第一章 第一节 原子结构 第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道课件 新人教版选修3
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。
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(3)各能级所含有原子轨道数目 能级符号 轨道数目
123456
解析 答案
3.下列变化需要吸收能量的是
√A.1s22s22p63s1→1s22s22p6
B.3s23p5→3s23p6
C.2px→2pz D.2H→H2
解析 A项所示为3s能级上失去1个电子，失去电子需要吸收能量，正确； B项表示3p能级上得到1个电子，为放出能量的变化，错误； C项，p能级的3个轨道px、py、pz能量相同，错误； D项表示2个氢原子结合为H2分子的过程，是放热过程，错误。
解析 答案
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)。
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2.电子云 (1)电子云：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。
√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
解析 p轨道呈哑铃形，是指电子出现概率高的区域，而不是电子的形状，A项错误； 能层数为3时，有3s、3p、3d 3个能级，共有9个轨道，B项正确； 氢原子中确实只有1个电子，但轨道是人为规定的，可以是空轨道，C项错误。
高中化学选修3第1章
一、原子结构与性质
1、基础知识梳理
一、原子结构
1．能层与能级
2.构造原理
随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s. 不同能级中的电子排布顺序一般为：
3．核外电子排布遵循的三个原理
(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循的构造原理使整个原子的能量处于就最低状态。
(2)泡利不相容原理：在任何一个原子中，不可能有运动状态完全相同的两个电子，这就是泡利不相容原理。
1个原子轨道最多只容纳2个自旋状态不同的电子。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先占据不同的轨道，而且自旋方向相同，又称最多轨道原理。
特别的，当同一上的电子抱有成见为全充满、半充满和全空状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。
如24Cr(3d54s1)、29Cu(3d104s1)
4．基态与激发态、光谱
(1)基态与激发态：处于最低能量的原子叫基态原子；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级而变成激发态原子。
(2)光谱：把原子吸收或释放的光的能量分布记录下来，即为光谱。
5．电子云和原子轨道
(1)电子云：描述电子在原子核外运动的概率分布图。
电子云密度大的说明电子在核外空间单位体积内出现的机会多；电子云密度小的则说明机会小。
(2)原子轨道：表达电子在空间里经常出现的电子云区域，即电子云的轮廓图。
(3)原子轨道的形状：s能级的原子轨道是球形，p能级的原子轨道是纺缍形的。
(4)各能级的原子轨道数
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高中化学 第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构3 新人教版选修3
利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
锂、氦、汞的发射光谱 锂、氦、汞的吸收光谱
(3)光谱特征: 发射光谱: 暗背景, 亮线, 线状不连续
吸收光谱: 亮背景, 暗线, 线状不连续
夜空中的激光（和电子跃迁有关）
节日燃放的焰火 与电子跃迁有关
激光源
焰火呈现五颜六色的原因：
某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量， 使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；
电极反应和总反应 1、惰性电极电解NaCl溶液 2、铜电极电解NaCl溶液
负极反应 3、甲烷酸性
4、甲烷碱性
5、写出下列电子排布式 Si 、 K 、 Mn、 Se
四、能量最低原理、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。
2.基态原子： 处于最低能量的原子。(稳定)
负电荷 ⑵ 运动空间范围小：d＝10－10 m ⑶ 运动速度高：接近光速 ⑷ 电子自身旋转
无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。
无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指 出其在核外空间某处出现的机会的多少。
即只能确定电子在原子核外空间出现的概率。
五、电子云与原子轨道
1.电子云：
⑴ 电子云：核外电子的概率密度(P/V) 分布看起来像一片云雾, 因而形象地 称作电子云。
py
pz
1、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。光是电子___释__放___
能量的重要形式之一。
2、判断下列表达是正确还是错误 1）1s22p1属于基态； 2）1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态； 3）1s22s22p63d1属于激发态； 4）1s22s22p63p1属于基态；
高二化学人教版选修3课件1.1.2原子的核外电子排布 基态与激发态、光谱
第 2 课时 原子的核外电子排布 基态与激发态、光谱
目标导航 预习导引
自主预习 合作探究 触类旁通
1.了解原子结构的构造原理,能用构造原理认识原子的核外电 子排布。 2.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.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理。 4.知道基态原子和激发态原子的定义。 5.初步了解原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱,了解其简 单应用
项中顺序应为3p、4s、3d、4p。
答案:C
自主预习 合作探究 触类旁通一二三四ຫໍສະໝຸດ 知识精要 典题例解 迁移应用
二、电子排布式
1.电子排布式的书写 按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,如 :17Cl:1s22s22p63s23p5、19K: 1s22s22p63s23p64s1。在书写电子排布式时,能层低的能级要写左边, 不能完全按填充顺序写。例如,21Sc的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2,而不能写成 1s22s22p63s23p64s23d1。 2.简化电子排布式的书写 为了方便书写,常把内层已达稀有气体原子的电子层结构用稀有 气体符号加中括号来表示。如K:1s22s22p63s23p64s1,其中 1s22s22p63s23p6可用[Ar]表示,故K的简化电子排布式可表示为 [Ar]4s1。
C.E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) 解析:根据构造原理,各能级能量高低的排列顺序为1s、2s、2p、 3s、3p、4s、3d、4p、5s……能量由低到高,A项和D项的正确顺序 为E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s);C项的正确顺序为 E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s)。 答案:B
人教版高中化学选修3课件：第一章 第一节 原子结构 第2课时
达标检测
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
解析 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。
易错提醒
理解感悟
解析
答案
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.电子在核外空间做高速运动，不能确定具有一定运动状态的核外电 子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在原子核外各处出 现的 概率 ，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作 电子云 。 (1)制作电子云轮廓图是为了表达电子云轮廓的形状 ，对核外电子的空__ 间状态 有一个形象化的简单描述。如1s电子云轮廓图的绘制：
1.下列说法正确的是
A.自然界中的所有原子都处于基态
√B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C.无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量
D.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
解析 处于最低能量的原子叫做基态原子。电子由较低能级向较高能级
跃迁，叫激发。激发态原子的能量只是比原来基态原子的能量高。如果
2.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。 (1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。 (2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。
新课标高中化学选修3第一节能量最低原理、基态与激发态、光谱电子云与原子轨道
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。
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.①③D.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。
人教版化学选修3精品课件 第一章第一节
四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵
构造原理 能使整个原子的能量处于最低 循__________
状态，简称能量最低原理。
2.基态原子与激发态原子
最低能量 的原子叫做基态原子。 (1)处于__________
(2)基态原子
吸收能量后电子跃迁 释放能量后电子跃迁
量子力学把电子在原子核外的一个空间运动
电子云 状态称为一个原子轨道。形象地认为_______ 轮廓图称为原子轨道。 (2)形状 球 形，p电子的原子轨 s电子的原子轨道都是___
道都是_____ 哑铃 形。
(3)数目 ns能级各有 _ _个轨道， 1个轨道，np能级各有 3
nd能级各有 _ 5个轨道，nf能级各有__ 7 个轨道。
2.洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨 道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自 相同 。 旋方向______
3.电子排布图 原子轨道 ，每个箭头代 每个方框代表一个_________ 表一个电子。如：氧原子电子排布图：
自主体验
1.下列电子层中,包含有f能级的是（
A.K电子层 C.M电子层 B.L电子层 D.N电子层
(4)原子轨道的半径大小 越大； 能层序数n越大,ns电子的原子轨道半径____ px、py、pz 三个相互垂直的原子轨道, p能级有__________ 越大 ，np电子原子轨道的平均半 能层序数n______
径越大。
六、泡利原理和洪特规则 1.泡利原理：1个原子轨道最多只能容纳2个电 相反 (用 子，而且这2个电子的自旋方向必须_____ “↑↓”表示)。如，ns2的原子轨道上的电子 排布为 ,不能表示为 。
电子云是处于一定空间运动状态的电子在原
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第一章 第一节（3） 基态和激发态 吸收光谱和发射光谱
目录
CONTENTS
1、基态和激发态 2、吸收光谱和发射光谱
原子的基态和激发态
1.基态原子：处于最低能量的原子，稳定。 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，不稳定。 电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，无新物质生成。 而原子得失电子时发生的是化学变化。
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
3.核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的
数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是
1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是( ) A．两粒子的1s能级上电子的能量相同
锂、氦、汞的发射光谱 特征:暗背景, 亮线,
线状不连续
锂、氦、汞的吸收光谱 特征:亮背景, 暗线,
线状不连续
课堂练习
111．如图是锂、氦、汞原子的吸收光谱和发射光谱。其中图
①③⑤ 是原子由基态转化为激发态时的光谱，图 ②④⑥ 是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的 特征谱线不同，请在图中用线段将同种元素原子的吸收光谱和发 射光谱连接起来。
课堂练习
1.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
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.用图示画出基态、激发态相互间转化的能量变化：
吸收能量
基态原子
释放能量
激发态原子
例：Mg 1s22s22p63s2
1s22s22p63s13p1 不稳定，释放能量
4.Plank的量子论指出：物体在发射或吸收电磁波时，能量不连 续（量子化）。以最小单位做跃式增减。
原子的基态和激发态
3.1859年，德国科学家本生和基尔霍夫发现了光谱仪，摄取了当时已知元素 的光谱图。 4.1913年，丹麦科学家玻尔建立了量子力学，第一次认识氢原子光谱是电子
跃迁产生。
5.许多元素通过原子光谱发现： 如铯（1860年）和铷（1861年），其光谱图中有特征的蓝光和红光 1868年科学家通过分析太阳光谱发现了稀有气体氦（太阳元素）。
课堂练习 1.下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（ ） D
A
B
C
D
课堂练习 2.基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布正确的是（C ）
A
B
C
D
课堂练习
39．在下列各组电子构型中，( A、E )属于基态原子， ( C、D )属于激发态原子，( B、F )是错误的电子排布式。
A．1s22s2 B．1s22s22p2y C．1s22s22p63s23p1x3p1y3p1z4s1 D．1s22s22p63s23p54s1 E．1s22s22p63s23p1x3p2y3p1z F．1s22s22p62d53s2
PART 2
吸收光谱和发射光谱
光谱及光谱分析
1.光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或放出不同 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。
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，称为光谱分析。
光谱的应用：发现新元素、鉴定元素
吸收光谱和发射光谱
C
B. 两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D.两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
阅读 科学史话：P8-P9
1.“光谱”的提出：牛顿，1672年 2. 类比音乐音节提出“七基色”：“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”
可见光波长400-760nm， 红色：622-597nm；橙色：597—577nm；黄色：577-492nm 绿色：492-455nm；蓝色：455-390nm；紫色：380-420nm
原子能级跃迁时，处于激 发态的原子可能经过一次 跃迁回到基态；也可能由 较高能级的激发态先跃迁 到较低能级的激发态，最 后回到基态。到底发生几 次跃迁是不确定的。
原子的基态和激发态
焰色反应就是某些金属原子的电 子在高温火焰中，接受了能量，从 基态跃迁到激发态；处于激发态的 电子十分不稳定，在极短的时间内 便跃迁到基态或者较低的能级，并 在跃迁过程中以光的形式释放能量。