He_离子和Ne原子碰撞过程中激发态的研究

ADF教程：如何计算激发态CDD(激发态与基态电子密度之差)

ADF计算激发态CDD：激发态电子密度与 基态电子密度差 本例适用于对激发态发生明显电荷转移的情况。 第一步，优化基态的分子结构（详情请点击）; 第二步，优化激发态几何结构，参数设置如下（以CO分子为例）：

注意：LDA、GGA低估了交换作用，因此会产生一种不符合事实的后果——对于能量很低的激发态，也出现了电荷的转移。一个比较粗暴的解决方式就是替换为杂化泛函，例如B3LYP。激发态几何优化取消对称性的原因是：我们并不清楚激发态分子结构对称性是不是会降低（当然对于这个例子里面，CO无论怎么变，都是C∞点群对称，是不必要的，但如果这样的话，就需要先知道需要优化的激发态的不可约表示符号，例如是A1不可约表示的第二个态的话，就需要在第3图中将1A替换为2A1），因此将其设置为C1群（没有对称性），这样是合理的。 保存并运行任务。 第三步，结果分析： 在ADFinput窗口，SCM-View：

将右下角的数值调整（该值为等值面的数值，不同的数值，则窗口显示该值的等值面），例如此例改为0.003

这就是该几何结构下，该激发态（激发态几何结构优化那一步指定的那个激发态）与基态的电子密度之差的空间分布。 补充内容：如何要得到总的激发态电子密度？ 1，Field — Calculate 之后最下方下方选择如图所示 注意右下角红色圆圈里面的C-1，这是计算出来的“基态密度+激发态基态密度差=激发态

密度”的数据编号。 2，显示该密度（C-1这一项）： Add- ISOSurface Double（+/-），最下方，选择如下： 即显示激发态电子密度的等值面。注意倒数第二行编号为C-1，因此，最后一行选择Other — 1 — C-1，即显示激发态的电子密度空间分布。

原子物理习题解答1

原子物理学习题解答 1.1 电子和光子各具有波长0.20nm,它们的动量和总能量各是多少? 解：由德布罗意公式p h /=λ,得： m/s kg 10 315.3m 10 20.0s J 10 63.624 9 34??=???= = =---λ h p p 光电 )J (10 9.94510 310 315.316 -8 24 ?=???=== =-c p hc h E 光光λ ν 2 16231 16 2 2 24 4 2 02 2 )10310 1.9(103)10 315.3(???+???=+=--c m c p E 电电 )J (1019.8107076.61089.914 2731---?=?+?= 1.2 铯的逸出功为1.9eV ,试求: (1)铯的光电效应阈频率及阈值波长;(2)如果要得到能量为1.5eV 的光电子,必 须使用多大波长的光照射? 解：(1) 由爱因斯坦光电效应公式w h mv -=ν2 02 1知,铯的光电效应阈频率为: Hz)(10 585.410 63.6106.19.114 34 19 0?=???= = --h w ν 阈值波长: m)(1054.610 585.410 37 14 80 0-?=??= = νλc (2) J 10 1.63.4eV 4.3eV 5.1eV 9.12 119 -2 0??==+=+ =mv w h ν 故: m)(10 656.310 6.14.310 310 63.67 19 8 34 ---?=?????= = = ν ν λh hc c 1.4 若一个电子的动能等于它的静止能量,试求：(1)该电子的速度为多大?(2)其相应的德布罗意波长是多少? 解：（1）由题意知，2 02 02 c m c m mc E k =-=，所以 2 02 2 2 02 2/1c m c v c m mc =-= 2 3c v = ? （2）由德布罗意公式得： )m (10 4.110 310 1.931063.63212 8 31 34 00---?=?????= = = = = c m h v m h mv h p h λ 1.5 (1)试证明: 一个粒子的康普顿波长与其德布罗意波长之比等于2 /120]1)/[(-E E ,式中0E 和E 分别是粒 子的静止能量和运动粒子的总能量. (2)当电子的动能为何值时,它的德布罗意波长等于它的康普顿波长? (1)证明：粒子的康普顿波长:c m h c 0/=λ 德布罗意波长: 1 )/(1 )/(2 02 02 04 20 2 -= -=-= == E E E E c m hc c m E hc mv h p h c λλ 所以, 2 /120]1)/[(/-=E E c λλ (2)解：当c λλ=时，有11)/(2 0=-E E ，即：2/0= E E 02E E = ? 故电子的动能为：2 000)12()12(c m E E E E k -=-=-= )J (1019.8)12(10 910 1.9)12(14 16 31--??-=????-= MeV 21.0eV 1051.0)12(6 =??-= 1.6 一原子的激发态发射波长为600nm 的光谱线,测得波长的精度为7 10 /-=?λλ,试问该原子态的寿命为 多长?

氩离子原子过程参数的系统计算与评估_I电子碰撞激发

第17卷 第9期强激光与粒子束Vo l.17,N o.9 2005年9月H IGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Sep.,2005 文章编号: 1001 4322(2005)09 1349 07 氩离子原子过程参数的系统计算与评估: I电子碰撞激发* 姚剑虹1, 李 萍2, 刘春雷2, 逄锦桥2, 何 斌2, 王建国2, 邱玉波2, 颜 君2 (1.中国工程物理研究院研究生部,北京100088; 2.北京应用物理与计算数学研究所,北京100088) 摘 要: 利用准相对论扭曲波玻恩近似加交换方法,在组态平均近似下,系统地计算了类氢、类氦、类锂 氩离子n 6的各组态之间的碰撞激发过程截面,并和已有的理论结果进行了详细的对比分析。计算结果和相 对论扭曲波近似的计算结果符合得很好,相对偏差一般都小于10%。由于没有考虑共振效应,计算的结果与 强耦合方法的计算结果在入射电子能量较低的情况下有较大偏差,其他情况则符合较好,相对偏差一般在 15%以内。该方法可以方便地计算大量应用所需的原子过程参数。 关键词: 电子碰撞激发; 氩离子; 准相对论扭曲波方法 中图分类号: O562.5 文献标识码: A 原子(离子)的能级以及各种动力学过程微观参数具有广泛的应用背景,例如,在X射线激光的研究中,精确的原子过程微观参数对于激光能级布居数的计算是至关重要的[1,2],在惯性约束聚变(ICF)理论模拟和诊断研究中,也需要大量的原子物理微观过程参数。随着诊断技术的不断发展和诊断精度的不断提高,对于精密原子参数的需求也越来越大。近年来,实验家们通过在ICF靶丸中掺杂氩气,测量了靶丸压缩后氩离子的空间分辨发射谱,以期了解压缩后靶丸内的温度、密度分布的信息[3]。这就需要开展相关的理论研究和计算模拟,其基础之一就是大量的、系统的氩离子参数。这些大量的、系统的原子过程参数,只能通过理论计算获得,实验测量则可以提供一些用以评估理论计算结果的标准样点。 人们发展了多种理论方法和计算程序,研究和计算各种原子过程,例如Co wan的多组态H artree Fo ck程序,R 矩阵方法,H U LLA C程序,GRASP程序[4~9]等等。根据应用需求的不同,所需要的原子参数近似程度也各不相同。例如,在X射线激光的反转机制研究中,局部能域范围内需要精细结构能级之间的高精确性的跃迁参数,需要使用多组态相互作用或更高精度的理论方法计算。然而,在大多数情况下,特别是对于稠密热等离子体的模拟和诊断研究,涉及多种离化度离子和巨大数量的能级,有时还需要与等离子体流体动力学耦合,常常受计算能力的限制。而组态平均近似层次的原子过程参数既能够满足细致模拟计算的要求,同时计算量又相对较小,因此发挥着重要的作用。我们已经完成了在准相对论组态平均近似层次下计算系统原子参数的系列程序包AC(九)的研制,可以方便地计算原子(离子)能级、光激发和自发辐射、光电离和辐射复合、碰撞激发和退激发、碰撞电离和三体复合、自电离和双电子复合等过程的微观参数[10~14]。为了配合ICF靶丸诊断研究,我们利用该程序包系统地计算了类氢、类氦和类锂氩离子基态和各激发态(包括内壳层被激发)的组态能级以及各种动力学过程参数。本文主要讨论电子碰撞激发过程截面,并和已有的理论结果[15~23]进行系统的对比分析。 1 理论方法 本文采用的理论方法以及计算程序包AC(九) 1.DWB(九)在文献[12~14]中已经有详细的介绍,这里只做简要说明。该程序是基于Cow an的多组态H artree Fock程序发展起来的,方法是采用扭曲势计算连续电子波函数,在Bo rn近似下计算碰撞截面,并考虑了交换作用的影响(distorted w av efunction Bo rn appro xima tion w ith exchange,简称DWBE)。Cow an程序采用非相对论轨道波函数,并考虑相对论修正:质量 速度修正项和Darw in修正项,因此,我们称之为准相对论方法。在计算中,考虑到初末态波函数的正交性,我们采用一 *收稿日期:2004 11 19; 修订日期:2005 04 27 基金项目:国家自然科学基金资助课题(10174009,10344001);中国工程物理研究院科学技术基金资助课题(20040212,20040213);国家863计划项目资助课题;国家科技基础性工作专项资助课题(2003DE A2C021 003) 作者简介:姚剑虹(1971 ),男,硕士研究生,研究方向为原子物理理论。 颜 君(1972 ),男,副研究员,主要从事原子物理、等离子体中的原子过程以及原子分子数据库研究;yan_jun@https://www.wendangku.net/doc/9016220944.html,。

原子的基态与激发态、电子云与原子轨道

第2课时 原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 [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。 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整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 (1)处于最低能量的原子叫做基态原子。 (2)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、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 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。 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释放能量有关。 (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。 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 答案 B 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。 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 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。 理解感悟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。 易错提醒电子云图与电子云轮廓图不是同一个概念，电子云轮廓图实际上是电子云图的大部分区域；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，电子云轮廓图就是我们通常所说的原子轨道图。 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(9.1095×10－31kg)，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(3.0×108m·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。

原子物理学第二章习题答案

第二章 原子的能级和辐射 2.1 试计算氢原子的第一玻尔轨道上电子绕核转动的频率、线速度和加速度。 解：电子在第一玻尔轨道上即年n=1。根据量子化条件， π φ2h n mvr p == 可得：频率 21211222ma h ma nh a v πππν= == 赫兹151058.6?= 速度：61110188.2/2?===ma h a v νπ米/秒 加速度：222122/10046.9//秒米?===a v r v w 2.2 试由氢原子的里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势。 解：电离能为1E E E i -=∞，把氢原子的能级公式2 /n Rhc E n -=代入，得： Rhc hc R E H i =∞-=)1 1 1(2=13.60电子伏特。 电离电势：60.13== e E V i i 伏特 第一激发能：20.1060.1343 43)2 111(2 2=?==-=Rhc hc R E H i 电子伏特 第一激发电势：20.101 1== e E V 伏特 2.3 用能量为12.5电子伏特的电子去激发基态氢原子，问受激发的氢原子向低能基跃迁时，会出现那些波长的光谱线？ 解：把氢原子有基态激发到你n=2,3,4……等能级上去所需要的能量是： )1 11(22n hcR E H -= 其中6.13=H hcR 电子伏特 2.10)21 1(6.1321=-?=E 电子伏特 1.12)31 1(6.1322=-?=E 电子伏特 8.12)4 1 1(6.1323=-?=E 电子伏特 其中21E E 和小于12.5电子伏特，3E 大于12.5电子伏特。可见，具有12.5电子伏特能量的

离子-原子(分子)碰撞的实验技术

离子-原子（分子）碰撞的实验技术 1.1实验原理 离子一原子碰撞的产物携带着碰撞过程的动力学信息，通过测量碰撞产物的状态,可以研究碰撞过程的动力学。早期的离子一原子碰撞实验只能对某一种碰撞产物进行单独测量，如分别测量碰撞中产生的反冲离子或者散射离子的电荷态,研究碰撞过程中靶原子失去电子或入射离子俘获电子的情况；测量X射线的能量,研究靶原子的内壳电离过程等。 随着实验技术的发展，实验可以对不同碰撞产物进行符合关联测量，以得到碰撞过程的更为详细的信息。根据具体的实验条件，本工作对散射离子电荷态和反冲离子电荷态进行了符合测量，得到了每一次碰撞事件中靶原子失去的电子个数和入射离子得到(或失去)的电子个数。 本实验采用的是由中科院近代物理研究所ECR 源(electron cyclotron resonant ion sources)提供Xe q+离子束。ECR源的引出端电压在10—25kV之间可调，离子能量相应为10q—25q ( keV )，微波频率为14.5GHz。 从ECR离子源引出的离子束，经过分析磁铁选择所需的离子电荷态，然后再经过两个双维可调的光阑准直、限束。束流离子进入靶室与气体原子分子发生碰撞后，反冲的离子在平行板静电场的作用下被引出并加速，经过一个无场漂移区后被电子倍增器探测；散射离子经过一个平行板静电场进行偏转，最后到达位置灵敏微探测器(PSD)。 实验装置如图1.1所示：

图1.1 实验装置示意图 1.2 ECR离子源工作原理 ECR离子源：电子回旋共振离子源，是微波能量通过微波输入窗，经波导或天线耦合进入放电室内，在窗上表面的永磁系统产生高强磁场作用下，放电室内气体分子外层电子做回旋运动,其回旋角频率为： ω (2) e= eB/m 当ωe和外施微波角频率相等的情况下，为共振状态，运动电子能从微波中

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.①③ D.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。 (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)。 2.电子云 (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)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。 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。 (3)各能级所含有原子轨道数目

能量最低原理基态激发态与光谱练习

第二课时能量最低原理、基态、激发态与光谱 岳普湖一中高二化学韩晓勇 规律总结： 01．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，处于最低能量的原子叫做基态原子；当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，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。 02．光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一，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电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 03．许多元素是通过原子光谱发现的。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。 锂、氦、汞的发射光谱锂、氦、汞的吸收光谱 作业： 01．同一原子的基态和激发态相比较（）A．基态时的能量比激发态时高B．基态时比较稳定 C．基态时的能量比激发态时低D．激发态时比较稳定 02．生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（）A．钢铁长期使用后生锈B．节日里燃放的焰火 C．金属导线可以导电D．卫生球久置后消失 03．判断某多电子原子中电子能量大小的依据是（）A．元素原子的核电荷数B．原子核外电子的多少 C．电子离原子核的远近D．原子核外电子的大小 04．当氢原子中的电子从2p能级向其他低能量能级跃迁时（） A. 产生的光谱为吸收光谱 B. 产生的光谱为发射光谱 C. 产生的光谱线的条数可能是2 条 D. 电子的能量将升高 05．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

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 7 4.泡利原理和洪特规则

人教版高中化学选修3-1.1《原子的核外电子排布、基态与激发态、光谱》拔高练习

第一节原子结构 第2课时原子的核外电子排布基态与激发态、光谱 能力提升 1.科学研究证明核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子数及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同,核外电子排布式都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是() A.两粒子1s能级上电子的能量相同 B.两粒子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,释放出的能量不同 D.两粒子都达到8电子稳定结构,化学性质相同 2.下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是() A.Na:1s22s22p53s2 B.S2-:1s22s22p63s23p6 C.N:1s22s22p3 D.Si:1s22s22p63s23p2 3.铁是一种常见的金属,它在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,原子序数为26,则Fe2+的结构示意图为() 4.下列说法正确的是() A.基态原子的能量一定比激发态原子的能量低 B.1s22s12p1表示的是基态原子的电子排布 C.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 5.某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,有关该原子的下列说法中正确的是() A.该原子核内有13个中子 B.该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1

C.该原子最外层有1个电子 D.该原子第二能层上有8个电子 6.某元素原子的M层有4个p电子,下列叙述错误的是() A.N层不含电子 B.该元素是硫元素 C.L层一定有8个电子 D.原子最外层电子数为4 7.下列说法中正确的是() A.[Ne]3s2表示的是Mg原子 B.3p2表示第三能层有2个电子 C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 D.2p、3p、4p能级容纳的最多电子数依次增多 8.下面是四种元素基态原子的电子排布式,其中元素的最高化合价最高的是() A.1s22s22p2 B.1s22s22p63s23p63d34s2 C.1s22s22p63s23p6 D.1s22s22p5 9.22Na是制造核弹的主要原料之一,下列关于基态22Na的说法正确的是() A.电子排布式为 B.原子结构示意图为 C.电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2 D.22Na在化合物中通常显+1价 10.(1)某元素的原子序数为33,则: ①该元素原子的核外电子总数是; ②该元素原子有个电子层,个能级; ③该元素原子的电子排布式为。 (2)写出S、Ca2+、Cl-的电子排布式: ①S:; ②Ca2+:; ③Cl-:。

分子轨道理论及基态与激发态(可编辑修改word版)

分子轨道理论及基态与激发态 分子轨道理论基本概念 一、分子轨道：(molecular orbital) 描述分子中电子运动的波函数，指具有特定能量的某电 子在相互键合的两个或多个原子核附近空间出现的概率最大的区域。 分子轨道由原子轨道线性组合而成。 二、成键三原则： 能量相近、最大重叠、对称性匹配。 只有对称性相同的两个原子轨道才能组成分子轨道。 σ对称：一个原子轨道，取X 轴作为对称轴，旋转180°，轨道符号不变。 如S，Px，d x2-y2为σ对称。 π对称：一个原子轨道，取X 轴作为对称轴，旋转180°，轨道符号改变。 Py，Pz，d xy是π对称。 由σ对称的原子轨道组成的键——σ键 由π对称的原子轨道组成的键——π键 三、成键轨道与反键轨道 分子轨道与原子轨道的联系： 轨道守恒——2 个原子轨道线性组合，产生 2 个分子轨道； 能量守恒——2 个分子轨道的总能量等于2 个原子轨道的总能量； 能量变化——每个分子轨道的能量不同于原子轨道的能量 组合结果—定会出现能量高低不同的两个分子轨道。——这是原子轨道线性组合的方式不同所致。 波函数同号的原子轨道相重叠，原子核间的电子云密度增大，形成的分子轨道的能量比各 原子轨道能量都低，成为成键分子轨道。 波函数异号的原子轨道相重叠，原子核间的电子云密度减小，形成的分子轨道的能量比各 原子轨道能量都高，成为反键分子轨道。 四、电子填入分子轨道时服从以下原则： 1、能量最低原理：电子在原子或分子中将优先占据能量最低的轨道。 2、保利不相容原理：在同一原子或分子中、同一轨道上只能有两个电子，且自旋方向必须相反。 3、洪特规则：在能量相同的轨道中（简并轨道），电子将以自旋平行的方式、分占尽可能多的轨道 基态与激发态 当分子中的所有电子都遵从构造原理的这三个原则时，分子所处的最低能量状态——基态。通常情况下，分子处于基态。 激发态：当分子获取能量后，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，分子处于能量较高的状态——激发态，是原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。激发态一般是指电子激发态，气体受热时分子平动能增加，液体和固体受热时分子振动能增加，但没有电子被激发，这些状态都不是激发

人教版高二化学选修三物质结构和性质第一章 第一节 第2课时原子的基态和激发态、电子云和原子轨道导学案

第2课时原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 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 激发态原子。 释放能量，主要形式为光 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。

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(2018·银川市育才中学月考)下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是() ①Be：1s22s12p1②O：1s22s22p4③He：1s12s1④Cl：1s22s22p63s23p5 A．①②B．②③C．①③D．②④

【考点】原子的基态与激发态 【题点】能量最低原理及应用 答案D 解析①Be：1s22s12p1是激发态，2s能量低于2p，故错误；②O：1s22s22p4符合能量最低原理，故正确；③He：1s12s1是激发态，1s能量低于2s，故错误；④Cl：1s22s22p63s23p5符合能量最低原理，故正确。 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

人教版选修3原子的基态与激发态、电子云与原子轨道导学案

第2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。 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 基态原子激发态原子。 吸收能量 释放能量，主要形式为光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。 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　(2018·银川市育才中学月考)下列电子排布式是基态原子的电子排布式的是( ) ①Be：1s22s12p1　②O：1s22s22p4　③He：1s12s1　④Cl：1s22s22p63s23p5 A.①② B.②③ C.①③ D.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 解析　 ①Be：1s22s12p1是激发态，2s能量低于2p，故错误；②O：1s22s22p4符合能量最 低原理，故正确；③He：1s12s1是激发态，1s能量低于2s，故错误；④Cl：1s22s2 2p63s23p5符合能量最低原理，故正确。 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 【考点】原子的基态与激发态、光谱 【题点】电子跃迁与光谱 答案　A 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

高中化学优质教案 能量最低原理基态和激发态光谱 教学设计[选修]

第2课时能量最低原理基态和激发态光谱 一、教学目标 1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理； 2.知道原子的基态和激发态的涵义； 3.初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用。 二、教学重点 1.能根据构造原理写出1至36号元素原子的电子排布式。 2.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 三、教学难点： 1.知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 2.基态、激发态与光谱 四、教学方法： 讲授法、指导阅读法、讨论归纳法、讲练结合法等 【教学过程】 【课前练习】 1. 理论研究证明，在多电子原子中，电子的排布分成不同的能层，同一能层的电子，还可以分成不同的能级。能层和能级的符号及所能容纳的最多电子数如下： (1)根据的不同，原子核外电子可以分成不同的能层，每个能层上所能排布的最多电子数为，除K层外，其他能层作最外层时，最多只能有电子。 （2）从上表中可以发现许多的规律，如s能级上只能容纳2个电子，每个能层上的能级数与相等。请再写出一个规律。 2. A、B、C、D均为主族元素，已知A原子L层上的电子数是K层的三倍；B元素的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素形成的C2＋离子与氖原子的核外电子排布完全相同，D原子核外比C原子核外多5个电子。则 （1）A元素在周期表中的位置是，B元素的原子序数为；

（2）写出C和D的单质发生反应的化学方程式。 【板书】 三、构造原理：根据构造原理，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有元素原子的电子排布。即电子所排的能级顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 元素原子的电子排布：（1—36号） 氢H 1s1 …… 钠Na 1s22s22p63s1 …… 钾K 1s22s22p63s23p64s1 …… 有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，如： 铬24Cr [Ar]3d54s1 铜29Cu [Ar]3d104s1 [练习] 1．一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是( ) A +1 B +2 C +3 D -1 【答案】C 2．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低，若以E 表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是（） A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d) C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f) 【答案】A 3．下列各原子或离子的电子排布式错误的是（） A.Al 1s22s22p63s23p1 B. O2- 1s22s22p6 C.Na+ 1s22s22p6 D. Si 1s22s22p2 【答案】D 4．下列表达方式错误的是（） A 甲烷的电子式

高中化学第一章原子结构与元素的性质第1节第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讲义+精练

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 [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 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】

在国庆节、元旦、春节，我们经常放焰火来庆祝，请你思考这与原子结构有什么关系呢？ 答案这与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 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 4.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。电子自旋有顺时针和逆时针两种状态。 （2）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。 【自主思考】 1.结合电子云和原子轨道的知识，回答：

选修3第一章原子的基态与激发态、电子云与原子轨道训练

训练2原子的基态与激发态、电子云与原子轨道 [基础过关] 一、基态、激发态的判断 1．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是() 2．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是() A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D．1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1 3．下面是四种元素原子基态的电子排布式，其中化合价最高的是() A．1s22s22p3 B．1s22s22p63s23p64s2 C．1s22s22p63s23p6 D．1s22s22p5 二、原子核外电子运动特点与规律 4．对原子核外的电子运动描述方法正确的是() A．根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置 B．用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 C．核外电子的运动有确定的轨道 D．核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律，只能用统计规律来描述 5．图1和图2分别是1s电子的概率分布图和电子云的轮廓图。 下列有关认识正确的是() A．图1中的每个小黑点表示1个电子 B．图2表示1s电子只能在球体内出现 C．图2表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无数对称轴

D．图1中的小黑点的疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现的机会的多少6．下列说法正确的是() A．s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状 B．p电子云是平面“8”字形的 C．2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式一定为1s22s22p5 D．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子 7．下列说法中正确的是() A．所有的电子在同一区域里运动 B．在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较低 C．处于最低能量的原子叫基态原子 D．同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多，各能级能量大小相等三、原子轨道 8．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是() A．一个原子轨道上只有一个电子 B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同 C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同 D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同 9．下列说法中正确的是() A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 B．3p2表示3p能级有两个轨道 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能级的轨道数依次增多 10．在1s、2p x、2p y、2p z轨道中，具有球对称性的是() A．1s B．2p x C．2p y D．2p z [能力提升] 11．氯的原子序数为17,35Cl是氯的一种同位素，下列说法正确的是() A．35Cl原子所含质子数为18 B.1 18mol的 1H35Cl分子所含中子数约为2×6.02×1023 C．3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 L D．35Cl和37Cl原子的最外层电子排布式都是3s23p5 12．X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子基态时最外层的电子排布可能是() ①X：3s23p1Y：3s23p5 ②X：2s22p3Y：2s22p4