1.1.2《 核外电子排布 光谱 电子云》课件（共27张）2020-2021学年人教版高二化学选修3
文档属性
| 名称 | 1.1.2《 核外电子排布 光谱 电子云》课件（共27张）2020-2021学年人教版高二化学选修3 |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2021-03-24 15:03:20 | ||
图片预览
文档简介
第二课时
核外电子排布 光谱 电子云理
第一节 原子结构
第一章 原子结构与性质
核心素养发展目标
1.通过思考交流、书写训练，熟记基态原子及常见离子核外电子在原子轨道上的排列顺序，能熟练画出1～36号元素基态原子及常见离子的核外电子排布式、价电子排布式、简化的电子排布式等。
2．通过阅读教材，讨论交流，知道核外电子排布应遵循能量最低原理，理解基态、激发态和光谱间的关系，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。
【情景导入】在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火，你知道这些光现象是如何产生的吗？与原子结构有什么关系呢？
活动一、核外电子排布规律
【讨论交流1】（1）什么叫原子的外围电子排布式？如何书写？请举例说明。
【温馨提示】由于原子的内层电子不参与化学反应，只有最外层电子发生变化，故描述原子核外电子排布时，省去内层电子，仅写出可能参与反应的外围电子层的排布，即得到元素原子的外围电子排布式。例如，周期表中所表示的Fe：3d64s2；S：3s23p4。
【讨论交流1】（2）根据教材P7“思考与交流”，思考什么叫简化电子排布式？请举例说明？
【温馨提示】为了方便，常把内层已达稀有气体电子层结构的部分用稀有气体符号加括号表示。如K： ，所以原子的电子排布式可表示为：[Ar]4s1，又如Na：[Ne]3s1，Fe：[Ar]3d64s2。
【问题探究1】（1）如何利用图示记忆原子核外电子排布？
【温馨提示】自左往右、自下而上，依次填充。
【问题探究2】（2）如何正确书写电子排布式？书写电子排布式时要注意哪些特殊情况？
【温馨提示】①通常书写电子排布式的方法：先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。如：26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。简化为[Ar]3d64s2。
②简易电子排布式的书写方法：为了方便，常把内层已达到稀有气体的电子层结构的部分写成“原子实”，用稀有气体符号外加方括号来表示。如K：1s22s22p63s23p64s1，其中1s22s22p63s23p6看做[Ar]“原子实”，故K的电子层结构可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布结构，即1s22s22p63s23p6。
③特殊原子的核外电子排布式的书写方法：当p、d、f原子轨道处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。如：24Cr：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满时稳定，因此需要将4s的一个电子调整到3d，得1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满稳定)。29Cu：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满时稳定，因此需要将4s的一个电子调整到3d，得1s22s22p63s23p64s13d10(3d10为全充满稳定，4s1为半充满稳定)。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。④电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，电子进入能层的顺序是按构造原理中能级的能量递增的顺序，而电子排布式的书写则按能级的顺序，能层中的能级按s、p、d、f能量递增的顺序排布。
【问题探究3】（3）从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？
【温馨提示】Cu：3d104s1 Ag：4d105s1 Au：5d106s1根据构造原理Cu、Ag、Au的外围电子排布为：Cu：3d94s2 Ag：4d95s2 Au：5d96s2。所以它们电子层排布不符合构造原理。合理解释：以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的两倍！而量子力学的理论指出，在等价轨道上(同一能级)的电子排布全充满、半充满和全空状态具有较低的能量和较大的稳定性。
【问题探究4】（4）用构造原理如何解释核外电子排布规律？
【温馨提示】根据构造原理，当出现d轨道时，End>E(n＋1)s，这样n≥3，np充满时(共3个轨道，最多容纳6个电子)，多余电子不是填入nd轨道中，而是首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。 同理，若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。根据构造原理E(n－1)f>E(n＋1)s>Enp>E(n－1)d，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，共9个轨道，最多可容纳18个电子。因此，次外层电子数不超过18个，例如当原子最外层是第五层时，次外层就是第四层，由于E4f>E6s>E5p>E4d，在第六层出现前，次外层(第四层)只在4s、4p、4d共9个轨道上有电子，最多可容纳18个电子。
【对应训练】
1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Na＋ 1s22s22p6 B．F 1s22s22p5
C．Cl－ 1s22s22p63s23p5 D．Ar 1s22s22p63s23p6
【答案】C【解析】本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层或原子轨道开始排列，Cl－应是Cl原子得到一个电子形成的稳定结构，所以Cl－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
2．应用构造原理，完成下表：
原(离)子
电子排布式
简化的电子排布式
外围电子排布式
7N
20Ca
30Zn
34Se
26Fe2＋
2s22p3
4s2
3d104s2
4s24p4
3d6
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p3
[He]2s22p3
1s22s22p63s23p63d104s2
1s22s22p63s2 3p63d104s24p4
1s22s22p63s23p63d6
[Ar]4s2
[Ar]3d104s2
[Ar]3d104s24p4
[Ar]3d6
活动二、能量最低原理
【阅读思考】阅读教材P7内容，回答什么是能量最低原理？
【温馨提示】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。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。
【讨论交流1】（1）什么是基态与激发态原子？其能量有何特点？
【温馨提示】(1)基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。(2)激发态：较高能量状态(相对基态而言)。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。(3)基态原子、激发态原子相互转化时与能量的关系：
【讨论交流1】（2）什么是原子光谱？在日常生活中有哪些应用？
【温馨提示】①“光谱”一词最早是由伟大的物理学家牛顿提出的。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放出不同的光，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，这些光谱统称为原子光谱。如灯光、激光、焰火等。
如教材图1-9用光谱仪测定氢的发射光谱：
②光谱分析及其应用：在现代化学中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。在历史上，有许多种元素都是通过光谱分析来发现的，如在1859年德国科学家本生和基尔霍夫发明了光谱仪，摄取了当时已知元素的光谱图。1861年基尔霍夫利用光谱分析的方法发现了铷元素。再如稀有气体氦的原意是“太阳元素”，是1868年分析太阳光谱时发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。如教材P8页锂、氦、汞的发射光谱和吸收光谱：
③基态、激发态与光谱的联系：例如，电子可以从1s跃迁到2s、2p……相反，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(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
【问题探究】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？
【温馨提示】焰色反应是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应，是物理变化。因金属受热时更容易发生电子的跃迁，由基态变成不稳定的激发态，再由激发态变回基态以光的形式释放能量，产生焰色反应。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。
【对应训练】
1．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
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
【答案】C【解析】虽然氩原子与硫离子的核外电子排布相同，但它们的质子数不同，对电子的作用力不同，所以各能级电子的能量不同、离核距离不同、化学性质也不同。
2.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1s22s12p3
C．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
【答案】D【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。
活动三、电子云
【阅读思考】阅读教材P9页内容，思考核外电子是如何运动的？谈谈你对电子云的理解和认识？
【温馨提示】（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。通常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。（2）电子云轮廓图的制作
（3）电子云图中黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子出现过一次。
（4）黑点疏密的程度表示了电子在原子核外出现的概率的大小。点疏的地方表示电子在那里出现的概率小，点密集的地方表示电子在那里出现的概率大。
（5）离核越近，电子云出现的概率越大，电子云越密集。如2s电子云比1s电子云更扩散。
（6）s能级的电子云为球形，只有一种空间伸展方向。p电子云有三种空间伸展方向。
【讨论交流1】（1）电子云有何意义？
【温馨提示】①电子云中的小黑点并不代表一个电子而是代表电子在该处出现过一次。小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小。小黑点稀疏的地方，表示电子在该处出现的概率小；小黑点密集的地方，表示电子在该处出现的概率大。②离核越近，电子出现的概率越大，小黑点越密集。如2s电子云比1s电子云更扩散。
【讨论交流2】（2）电子云图和电子云轮廓图有何区别与联系？
【温馨提示】这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为电子云图。如下图所示是在一定时间间隔内1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。电子云图很难绘制，使用不便，可用电子云轮廓图来描绘电子云轮廓的形状.电子云轮廓图的绘制过程如图所示。
【讨论交流3】(3)电子云的形状有何特点？
【温馨提示】①s电子的电子云轮廓图为球形，只有一种空间伸展方向。所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径大小不同(如下图所示)。
②p电子云是哑铃状（或纺锤形）的，有x、y、z三种空间伸展方向，无论2p、3p、4p……哪一个p能级都有三个相互垂直的电子云，分别为px、py、pz，px、py、pz表示的是p电子云在坐标里的取向，如下图所示。
【对应训练】
1．图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是( )
A．图①中的每个小黑点表示1个电子
B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴
C．图②表示1s电子只能在球体内出现
D．不同能层的s电子云的平均半径相等
【答案】B【解析】电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度，小黑点并不表示电子，A项错误；电子云轮廓图是把电子在原子核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的，电子在这一空间出现的概率大，不表示电子不能在这一空间外出现，C项错误；s电子云的平均半径随能层序数的增大而增大，D项错误。
2. 图1和图2分别是电子云图、原子轨道图，则有关的说法中正确的是( )
A．电子云图就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个轨道
C．由图2可知s轨道呈圆形，有无数条对称轴
D．p能级最多可排6个电子
【答案】D【解析】本题的解题关键是要理解电子云的含义。A项中，原子轨道图是电子云的轮廓图，也就是电子出现概率为90%的空间；B项中，3p2表示3p能级中有两个电子；C项中，s轨道呈球形而不是圆形。
课堂检测
1．X2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，下列说法正确的是( )
A．X可能为稀有元素
B．X原子的核外电子排布为1s22s22p63s2
C．X原子的核外电子排布为1s22s22p62d2
D．X2＋的最外电子层上有6个电子
【答案】B【解析】X原子应比X2＋多2个电子，故电子排布式为1s22s22p63s2，X为镁元素，Mg2＋的最外层有8个电子。
2．若某元素原子处于能量最低状态时，外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素原子核外共有5个电子层
C．该元素原子的M层共有8个电子
D．该元素原子最外层有3个电子
【答案】B【解析】根据构造原理、原子核外电子排布规律、该元素原子的外围电子排布式为4d15s2知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素原子处于能量最低状态时，原子中只有4d1中的一个未成对电子，A项错误；由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层，M层共有18个电子，最外层有2个电子，故C、D错误，B正确。
3．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
【答案】C【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。
4．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．只有电子层、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．只有电子层、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
【答案】C【解析】电子所具有的能量不同，就会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；由电子层数确定原子轨道数，C项错误。
谢谢聆听！
核外电子排布 光谱 电子云理
第一节 原子结构
第一章 原子结构与性质
核心素养发展目标
1.通过思考交流、书写训练，熟记基态原子及常见离子核外电子在原子轨道上的排列顺序，能熟练画出1～36号元素基态原子及常见离子的核外电子排布式、价电子排布式、简化的电子排布式等。
2．通过阅读教材，讨论交流，知道核外电子排布应遵循能量最低原理，理解基态、激发态和光谱间的关系，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。
【情景导入】在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火，你知道这些光现象是如何产生的吗？与原子结构有什么关系呢？
活动一、核外电子排布规律
【讨论交流1】（1）什么叫原子的外围电子排布式？如何书写？请举例说明。
【温馨提示】由于原子的内层电子不参与化学反应，只有最外层电子发生变化，故描述原子核外电子排布时，省去内层电子，仅写出可能参与反应的外围电子层的排布，即得到元素原子的外围电子排布式。例如，周期表中所表示的Fe：3d64s2；S：3s23p4。
【讨论交流1】（2）根据教材P7“思考与交流”，思考什么叫简化电子排布式？请举例说明？
【温馨提示】为了方便，常把内层已达稀有气体电子层结构的部分用稀有气体符号加括号表示。如K： ，所以原子的电子排布式可表示为：[Ar]4s1，又如Na：[Ne]3s1，Fe：[Ar]3d64s2。
【问题探究1】（1）如何利用图示记忆原子核外电子排布？
【温馨提示】自左往右、自下而上，依次填充。
【问题探究2】（2）如何正确书写电子排布式？书写电子排布式时要注意哪些特殊情况？
【温馨提示】①通常书写电子排布式的方法：先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一层的电子移到一起。如：26Fe：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。简化为[Ar]3d64s2。
②简易电子排布式的书写方法：为了方便，常把内层已达到稀有气体的电子层结构的部分写成“原子实”，用稀有气体符号外加方括号来表示。如K：1s22s22p63s23p64s1，其中1s22s22p63s23p6看做[Ar]“原子实”，故K的电子层结构可表示为[Ar]4s1，其中[Ar]代表Ar的核外电子排布结构，即1s22s22p63s23p6。
③特殊原子的核外电子排布式的书写方法：当p、d、f原子轨道处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。如：24Cr：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满时稳定，因此需要将4s的一个电子调整到3d，得1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满稳定)。29Cu：先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满时稳定，因此需要将4s的一个电子调整到3d，得1s22s22p63s23p64s13d10(3d10为全充满稳定，4s1为半充满稳定)。再将同一层的排到一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。④电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，电子进入能层的顺序是按构造原理中能级的能量递增的顺序，而电子排布式的书写则按能级的顺序，能层中的能级按s、p、d、f能量递增的顺序排布。
【问题探究3】（3）从元素周期表中查出铜、银、金的外围电子层排布。它们是否符合构造原理？
【温馨提示】Cu：3d104s1 Ag：4d105s1 Au：5d106s1根据构造原理Cu、Ag、Au的外围电子排布为：Cu：3d94s2 Ag：4d95s2 Au：5d96s2。所以它们电子层排布不符合构造原理。合理解释：以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的两倍！而量子力学的理论指出，在等价轨道上(同一能级)的电子排布全充满、半充满和全空状态具有较低的能量和较大的稳定性。
【问题探究4】（4）用构造原理如何解释核外电子排布规律？
【温馨提示】根据构造原理，当出现d轨道时，End>E(n＋1)s，这样n≥3，np充满时(共3个轨道，最多容纳6个电子)，多余电子不是填入nd轨道中，而是首先形成新电子层，填入(n＋1)s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个。 同理，若最外层是第n层，次外层就是第(n－1)层。根据构造原理E(n－1)f>E(n＋1)s>Enp>E(n－1)d，在第(n＋1)层出现前，次外层只有(n－1)s、(n－1)p、(n－1)d上有电子，共9个轨道，最多可容纳18个电子。因此，次外层电子数不超过18个，例如当原子最外层是第五层时，次外层就是第四层，由于E4f>E6s>E5p>E4d，在第六层出现前，次外层(第四层)只在4s、4p、4d共9个轨道上有电子，最多可容纳18个电子。
【对应训练】
1.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．Na＋ 1s22s22p6 B．F 1s22s22p5
C．Cl－ 1s22s22p63s23p5 D．Ar 1s22s22p63s23p6
【答案】C【解析】本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层或原子轨道开始排列，Cl－应是Cl原子得到一个电子形成的稳定结构，所以Cl－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。
2．应用构造原理，完成下表：
原(离)子
电子排布式
简化的电子排布式
外围电子排布式
7N
20Ca
30Zn
34Se
26Fe2＋
2s22p3
4s2
3d104s2
4s24p4
3d6
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p3
[He]2s22p3
1s22s22p63s23p63d104s2
1s22s22p63s2 3p63d104s24p4
1s22s22p63s23p63d6
[Ar]4s2
[Ar]3d104s2
[Ar]3d104s24p4
[Ar]3d6
活动二、能量最低原理
【阅读思考】阅读教材P7内容，回答什么是能量最低原理？
【温馨提示】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。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。
【讨论交流1】（1）什么是基态与激发态原子？其能量有何特点？
【温馨提示】(1)基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。(2)激发态：较高能量状态(相对基态而言)。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。(3)基态原子、激发态原子相互转化时与能量的关系：
【讨论交流1】（2）什么是原子光谱？在日常生活中有哪些应用？
【温馨提示】①“光谱”一词最早是由伟大的物理学家牛顿提出的。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放出不同的光，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，这些光谱统称为原子光谱。如灯光、激光、焰火等。
如教材图1-9用光谱仪测定氢的发射光谱：
②光谱分析及其应用：在现代化学中利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。在历史上，有许多种元素都是通过光谱分析来发现的，如在1859年德国科学家本生和基尔霍夫发明了光谱仪，摄取了当时已知元素的光谱图。1861年基尔霍夫利用光谱分析的方法发现了铷元素。再如稀有气体氦的原意是“太阳元素”，是1868年分析太阳光谱时发现的，最初人们以为它只存在于太阳，后来才在地球上发现。如教材P8页锂、氦、汞的发射光谱和吸收光谱：
③基态、激发态与光谱的联系：例如，电子可以从1s跃迁到2s、2p……相反，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(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
【问题探究】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？
【温馨提示】焰色反应是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应，是物理变化。因金属受热时更容易发生电子的跃迁，由基态变成不稳定的激发态，再由激发态变回基态以光的形式释放能量，产生焰色反应。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。
【对应训练】
1．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
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
【答案】C【解析】虽然氩原子与硫离子的核外电子排布相同，但它们的质子数不同，对电子的作用力不同，所以各能级电子的能量不同、离核距离不同、化学性质也不同。
2.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1s22s12p3
C．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
【答案】D【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。
活动三、电子云
【阅读思考】阅读教材P9页内容，思考核外电子是如何运动的？谈谈你对电子云的理解和认识？
【温馨提示】（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。通常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。（2）电子云轮廓图的制作
（3）电子云图中黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子出现过一次。
（4）黑点疏密的程度表示了电子在原子核外出现的概率的大小。点疏的地方表示电子在那里出现的概率小，点密集的地方表示电子在那里出现的概率大。
（5）离核越近，电子云出现的概率越大，电子云越密集。如2s电子云比1s电子云更扩散。
（6）s能级的电子云为球形，只有一种空间伸展方向。p电子云有三种空间伸展方向。
【讨论交流1】（1）电子云有何意义？
【温馨提示】①电子云中的小黑点并不代表一个电子而是代表电子在该处出现过一次。小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小。小黑点稀疏的地方，表示电子在该处出现的概率小；小黑点密集的地方，表示电子在该处出现的概率大。②离核越近，电子出现的概率越大，小黑点越密集。如2s电子云比1s电子云更扩散。
【讨论交流2】（2）电子云图和电子云轮廓图有何区别与联系？
【温馨提示】这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为电子云图。如下图所示是在一定时间间隔内1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述。电子云图很难绘制，使用不便，可用电子云轮廓图来描绘电子云轮廓的形状.电子云轮廓图的绘制过程如图所示。
【讨论交流3】(3)电子云的形状有何特点？
【温馨提示】①s电子的电子云轮廓图为球形，只有一种空间伸展方向。所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是一个球形，只是球的半径大小不同(如下图所示)。
②p电子云是哑铃状（或纺锤形）的，有x、y、z三种空间伸展方向，无论2p、3p、4p……哪一个p能级都有三个相互垂直的电子云，分别为px、py、pz，px、py、pz表示的是p电子云在坐标里的取向，如下图所示。
【对应训练】
1．图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是( )
A．图①中的每个小黑点表示1个电子
B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴
C．图②表示1s电子只能在球体内出现
D．不同能层的s电子云的平均半径相等
【答案】B【解析】电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度，小黑点并不表示电子，A项错误；电子云轮廓图是把电子在原子核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的，电子在这一空间出现的概率大，不表示电子不能在这一空间外出现，C项错误；s电子云的平均半径随能层序数的增大而增大，D项错误。
2. 图1和图2分别是电子云图、原子轨道图，则有关的说法中正确的是( )
A．电子云图就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个轨道
C．由图2可知s轨道呈圆形，有无数条对称轴
D．p能级最多可排6个电子
【答案】D【解析】本题的解题关键是要理解电子云的含义。A项中，原子轨道图是电子云的轮廓图，也就是电子出现概率为90%的空间；B项中，3p2表示3p能级中有两个电子；C项中，s轨道呈球形而不是圆形。
课堂检测
1．X2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，下列说法正确的是( )
A．X可能为稀有元素
B．X原子的核外电子排布为1s22s22p63s2
C．X原子的核外电子排布为1s22s22p62d2
D．X2＋的最外电子层上有6个电子
【答案】B【解析】X原子应比X2＋多2个电子，故电子排布式为1s22s22p63s2，X为镁元素，Mg2＋的最外层有8个电子。
2．若某元素原子处于能量最低状态时，外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素原子核外共有5个电子层
C．该元素原子的M层共有8个电子
D．该元素原子最外层有3个电子
【答案】B【解析】根据构造原理、原子核外电子排布规律、该元素原子的外围电子排布式为4d15s2知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素原子处于能量最低状态时，原子中只有4d1中的一个未成对电子，A项错误；由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层，M层共有18个电子，最外层有2个电子，故C、D错误，B正确。
3．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
【答案】C【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。
4．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．只有电子层、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．只有电子层、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
【答案】C【解析】电子所具有的能量不同，就会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；由电子层数确定原子轨道数，C项错误。
谢谢聆听！