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第2课时 原子的基态与激发态、 电子云与原子轨道,第一章 第一节 原子结构,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。,学习目标定位,内容索引,一 能量最低原理和原子的基态与激发态,二 电子云与原子轨道,当堂检测,一 能量最低原理和原子的基态与激发态,1.原子的电子排布遵循构造原理能使 ，简称能量最低原理。 (1)处于 叫做基态原子。 (2)当基态原子的电子 能量后，电子会跃迁到 ，变成激发态原子。 (3)基态、激发态相互间转化的能量变化,导学探究,整个原子的能量处于最低状态,最低能量的原子,吸收,较高能级,吸收能量,释放能量,光,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 光谱或 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。,吸收,发射,3.可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子发生跃迁 能量有关。,释放,1.基态原子 电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。 2.光谱分析 不同元素的原子光谱都是特定的，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。,归纳总结,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,活学活用,1,2,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。如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。,B,1,2,2.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,1,2,解析 解答该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及现象。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。 答案 A,1,2,光是电子释放能量的重要形式之一，日常生活中的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。,理解感悟,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 (9.109 51031 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 。 (3)电子运动的速度 ，接近光速(3.0108 ms1)。,导学探究,很小,很大,很快,2.电子在核外空间做高速运动， 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 ，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作 。 (1)制作电子云轮廓图是为了表达 ，对核外电子的_ 有一个形象化的简单描述。如1s电子云轮廓图的绘制：,不能,概率,电子云,电子云轮廓的形状,空间状态,(2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓是 形，p能级的电子云轮廓是 形。,球,哑铃,3.量子力学把电子在原子核外的一个 称为一个原子轨道。 (1)各能级包含的原子轨道数： ns能级有 个轨道；np能级有 个轨道(px，py，pz)；nd能级有 个轨道；nf能级有 个轨道。 (2)原子轨道的形状：s电子的原子轨道是 形的，p电子的原子轨道是 形的，如下图所示。,空间运动状态,1,3,5,7,球,哑铃,原子轨道与能层序数的关系 (1)不同能层的同种能级的原子轨道形状 ，只是半径 。能层序数n越大，原子轨道的半径 。如：,归纳总结,相同,不同,越大,(2)s能级只有 个原子轨道。p能级有 个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量 。 (3)原子轨道数与能层序数(n)的关系是原子轨道为 个。,1,3,相同,n2,3.以下对核外电子运动状态的描述正确的是( ) A.电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转 B.能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动 C.能层序数越大，s原子轨道的半径越大 D.在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同,活学活用,3,4,C,解析 电子运动是无序的，没有固定轨道，能量低的在离核近的区域运动，能量高的在离核远的区域运动。只有选项C正确。,3,4,4.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( ) A.一个小黑点表示1个自由运动的电子 B.1s轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少,3,4,解析 尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。 为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在核外出现概率的大小，点密表示电子在那里出现的概率大，反之则小。 由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球 形对称，且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远出 现的概率越小。 图中的小黑点表示的不是电子，而表示电子曾经出现过的位置。 答案 D,学习小结,1.基态原子的核外电子排布遵循构造原理。 2.电子及其运动特点可概括为体积小、质量轻、带负电；绕核转、运动快、测不准(某时刻的位置和速度)；(离核的)距离不同、能量相异、描述概率(电子在核外空间某处出现的概率，即电子云)。 3.原子轨道：同一能层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同；不同能层，同种能级其原子轨道形状相同，半径不同，能量不同。,当堂检测,1,2,4,3,1.1999年度诺贝尔化学奖授予了开创“飞秒(1015 s)化学”新领域的科学家，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( ) A.原子中原子核的内部结构 B.化学反应中原子的运动 C.化学反应中生成物分子的形成 D.化学反应中反应物分子的分解 解析 从题目中可以看出运用激光光谱技术能够观测化学反应时分子中原子运动，而化学反应中反应物分子的分解和生成物分子的形成都涉及原子的运动，因而B、C、D都是正确的，所以答案选A。,A,5,1,2,4,3,2.下列微粒的基态电子排布式一定错误的是( ) A.A原子：1s22s22p63s23d103p6 B.B2离子：1s22s22p6 C.C2离子：1s22s22p6 D.D原子：1s22s22p6,A,解析 原子核外电子排布遵循能量最低原理，即原子核外电子先占有能量低的轨道，然后再依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。在电子排布中应先排4s轨道再排3d轨道，因此，A原子的基态电子排布式应该是1s22s22p63s23p63d84s2。,5,1,2,4,3,3.当镁原子由1s22s22p63s2跃迁到1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( ) A.镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收热量 B.镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放热量 C.转化后位于p能级上的两个电子的能量没有发生任何变化 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 由原子核外电子排布可知，内层电子没有变化，只有最外层电子由3s2变为3p2，在同一能层中，E(s)E(p)，说明电子能量增大，吸收能量，原子由基态转化为激发态。,A,5,4.在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定( ) 能层 能级 电子云的伸展方向 电子自旋状态 A. B. C. D.,1,2,4,3,A,5,5.写出砷的元素符号_，原子中所有电子占有_个轨道，核外共有_个不同运动状态的电子。,1,2,4,3,解析 砷的元素符号为As，原子序数为33，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，因此原子中所有电子占有18个轨道，核外共有33个不同运动状态的电子。,As,5,18,33,本课结束,
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