1.1.1能层与能级基态与激发态原子光谱-高二化学讲义习题（人教版2019选择性必修2）（原卷版）

第一章原子结构与性质第一节原子结构第01课时能层与能级基态与激发态原子光谱1.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程，认识核外电子的运动特点。2.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征（能量不连续），电子可以处于不同的能级，在一定条件下会发生激发与跃迁。3.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。知识点一能层与能级知识点二基态与激发态原子光谱知识点一能层与能级1.能层（1）定义：核外电子按能量不同分成。（2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系：能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数281832507298离核远近近远能量高低低高即能层越高，电子的能量越，离原子核越。（3）能层数量规律：①每一层最多容纳的电子数：个。②最外层电子数不超过个（K层为最外层时不超过个）。③次外层电子数不超过个，倒数第三层不超过个。（4）能层能量规律：①原子核外电子总是尽可能先排布在能量较低的能层上，然后由内向外依次排布在能量逐渐升高的能层。②能层越高，电子的能量越。③能量的高低顺序为E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2.能级(1)定义：同一能层的电子，还被分成不同能级（s、p、d、f等）。(2)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f等表示。(3)能层、能级与最多容纳的电子数①能层序数该能层所包含的能级数，如第三能层有个能级。②s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为、、、的2倍。③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是。(4)能层与能级的有关规律①能级的个数=所在能层的能层序数②能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子③英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。④每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）⑤各能级所在能层的取值：ns(n≥1)；np(n≥2)；nd(n≥3)；nf(n≥4)。⑥能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)……⑦不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)⑧不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量1.在M能层中，能级数目为A．1B．3C．9D．182.下列关于能层和能级的说法正确的是A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2B．能层序数较大的能级，能量不一定较高C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中，2p、3p、4p能容纳的电子数逐渐增多3.下列有关认识中正确的是A．在同一能层不同能级上的电子，其能量肯定不同B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为D．各能层含有的电子数为4.下列能层的能量由低到高的顺序是()A．K、M、N、LB．M、N、Q、PC．L、M、N、OD．M、N、P、O5.某一能层上nd能级最多所能容纳的电子数为()A．6B．10C．14D．与能层序数有关，无法确定知识点二基态与激发态原子光谱1.基态与激发态(1)基态原子：处于原子叫做基态原子。(2)激发态原子：基态原子能量，它的电子会到较高能级，变为激发态原子(3)基态原子与激发态原子的关系：2.原子光谱(1)定义：不同元素原子的电子发生跃迁时会不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的，总称原子光谱。(2)形成原因：(3)分类及其特征：吸收光谱：背景的暗色谱线发射光谱：背景的明亮谱线(4)原子光谱的应用——光谱分析①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。②生产生活：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。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．在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子C．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量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2.（2023—2024四川遂宁中学高二期中）下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是A．激光笔产生红色光线B．金属钠在空气中燃烧时火焰呈黄色C．用光束照射胶体时产生光亮的通路D．焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案3.下列说法中正确的是A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：B．基态碳原子的电子排布式为C．焰色反应中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．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应C．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量D．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线5.下列有关原子光谱的说法中，不正确的是A．霓虹灯能发出五颜六色的光，发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同B．铯和钕光谱图中有特征的蓝光和红光C．夜空中五彩缤纷的烟花与原子核外电子的跃迁有关D．利用光谱仪只能测得原子的发射光谱探究判断能级能量高低的方法(1)首先看能层,一般能层序数越大，能量越高。(2)再看能级，同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。(3)还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会小于低能层的d、f能级,如4s<3d,6p<5f等。【例】下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是()①2s＜2p②3px＜3py③3s＜3d④4s＞4pA．①②B．②③C．①③D．②④1.人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。下列说法错误的是A．1803年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为原子是不可被分割的B．1904年，汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型C．1911年，卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子结构的核式模型D．1913年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有相同的能量，能量值是连续的2.（2023—2024上海浦东新南汇中学校月考）下列与氢原子有关的说法中，错误的是A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱D．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线3.元素Na的焰色反应呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于()A．发射光谱B．吸收光谱C．连续光谱 D．线状光谱4.对于第n能层，若它是原子的最外层，则其容纳的电子数最多与n1层相同，若它是次外层，则其最多容纳的电子比n+1层上最多容纳的电子多10个，则第n层为()A．K层 B．L层 C．M层 D．N层5.下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是()A．核外电子是分层运动的B．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定C．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关6.下列关于能层与能级的说法中正确的是()A．同一原子中，符号相同的能级，其上电子能量不一定相同B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数不一定等于该能层序数C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D．多电子原子中，每个能层上电子的能量一定不同7.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是()A．最易失去的电子能量最高B．离核最远的电子能量最高C．p能级电子能量一定高于s能级电子能量D．在离核最近的区域内运动的电子能量最低8.下列图像中所发生的现象与电子的跃迁无关的是()9.下列有关光谱的说法中不正确的是()A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因B．原子光谱只有发射光谱C．通过原子光谱可以发现新的元素D．通过光谱分析可以鉴定某些元素10.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能级的轨道数依次增多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．各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)11.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12.下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是()A．核外电子是分层运动的B．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定C．只有能层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关13.硅原子的核外电子排布式由1s22s22p63s23p2转变为1s22s22p63s13p3，下列有关该过程的说法正确的是()A．硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量B．硅原子由激发态转化为基态，这一过程释放能量C．硅原子处于激发态时的能量低于基态时的能量D．转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构相同，化学性质相14.我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn