课时1 原子结构与性质
最新考纲
1．了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
考点一 原子核外电子排布原理
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q??表示相应的第一、二、三、四、五、六、七??能层，能量依次升高
(2)能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即E(s) (3)原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域，这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。 原子轨道 s p 轨道形状 球形 纺缍形 轨道个数 1 3 ———————————[特别提醒]————————— 第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级；第三能层(M)，有s、p、d三种能级；s能级上只有一个原子轨道，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，d能级上有五个原子轨道，各能级上的原子轨道具有相同的能量。 2．基态原子核外电子排布的三个原理 (1)能量最低原理：电子尽先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。即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。 如图为构造原理示意图： ———————————[特别提醒]————————————————— 能级交错现象：核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高，不同能层的能级之间的能量高低有交错现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。 (2)泡利原理 在一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋状态相反。 (3)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，并且自旋状态相同。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。 3．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写 (1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符 号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为：[Ar]3d104s1。 (2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。 (3)电子排布图(轨道表示式)： 用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如：S： 核外电 子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。 4．基态原子、激发态原子和原子光谱 (1)基态原子：处于最低能量的原子。 (2)激发态原子：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。 (3)原子光谱：①当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，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。 ②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的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 探究思考 1．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式 原子 N Cl Ca Fe Cu 电子排布式 1s22s22p3 1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 简化电子排布式 [He]2s22p3 [Ne]3s23p5 [Ar]4s2 [Ar]3d64s2 [Ar]3d104s1 2.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因？ 提示 26Fe 价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为 3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。 【示例1】 (高考题汇编)(1)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。(2013·新课标Ⅰ，37(1)) (2)可正确表示原子轨道的是( )。(2012·浙江自选，15(1)) A．2s B．2d C．3px D．3f (3)[2011·山东理综，32(1)改编]氧是地壳中含量最多的元素。氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。 思维启迪 根据核外电子排布规律进行判断。 解析 (1)基态Si原子中，有14个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M。该能层具有的原子轨道数为1个s轨道，3个p轨道，5个d轨道。 (2)第2能层中没有d轨道，第3能层中没有f轨道。 (3)氧元素基态原子的核外电子排布图为对电子数为2个。 答案 (1)M 9 4 (2)AC (3)2 故未成 【示例2】 (高考题汇编)(1)Ni2＋的价层电子排布图为________。(2013·新课标Ⅱ，37(1)改编) (2)基态铜原子的核外电子排布式为________。(2013·福建，31(2)②) (3)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。(2012·新课标，37(3)) (4)基态B原子的电子排布式为________。(2011·新课标，37(2)) 思维启迪 看清题目要求，认真分析规范作答。
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