内容正文:
第十七讲 原子核外电子排布
【学习目标】
1.了解原子核外电子运动特点。
2.掌握原子核外电子排布规律。
3.能用原子(离子)结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布。
4.了解微观结构决定宏观性质的规律。
【基础知识】
一、核外电子排布
1.电子层与其电子的能量
各电子层(由内到外)
序号(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
与原子核的距离
由近到远
能量
由低到高
2.原子核外电子排布的一般规律
(1)能量规律(能量最低原理)
核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上,然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。
(2)数量规律
①每层最多容纳2n2个电子;
②最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个);
③次外层电子数目不超过18个,倒数第三层电子数目不超过32个。
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠原子的结构示意图如下,请注明其意义:
答案:
(2)离子结构示意图:
Cl-;Na+
二、原子结构与元素性质的关系
元素的性质与原子的核外电子排布密切相关,元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布,元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。
1.金属元素原子最外层电子数一般小于4,较易失去电子,化合价常显正价。
2.非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4,通常易得到电子,在化合物中化合价常显负价。
3.稳定结构与不稳定结构
(1)稳定结构:原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态,既不容易失去电子又不容易得到电子,化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。
(2)不稳定结构:原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。
【考点剖析】
考点:元素原子的核外电子排布
1.核外电子排布规律
核外电子的排布规律中的各项是相互联系的,不能孤立地理解,电子总是尽先排布在能量较低的电子层里,即电子先排满第一层,当第一层排满再排第二层;每个电子层最多容纳2n2个电子;次外层不超过18个电子,最外层不能超过8个电子,所以钾的核外电子排布结构如图2所示:
2.元素的化学性质与原子核外电子排布的关系
(1)化学反应的特点:原子核不发生变化,但核外电子可能发生变化。
(2)元素的化学性质与原子结构的关系
①活泼金属元素的原子最外层电子数较少(<4)容易失去。
②活泼非金属元素的原子最外层电子数较多(>4)容易从外界获得电子。
③稀有气体元素原子最外层有8个(He 2个)电子,化学性质稳定,不易得失电子。
3.化合价和核外电子排布的关系
(1)活泼金属在反应中,一般失去电子,表现正化合价。
化合价数值=失去电子的数目
(2)活泼非金属在反应中,一般得到电子,表现负化合价。
最低负化合价=达到稳定结构所得电子数目
【例】今有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是( )
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
答案:D
解析:设A原子L、M层电子数分别为x、y,依题意,A、B两原子的电子层结构为:
电子层
K
L
M
A原子
2
x
y
B原子
2
2x
y+3
B原子的M层至少有3个电子,因而其L层的电子数必然是8,求得x=4。对A原子来说,L层有4个电子时只能是最外层,即y=0,y+3=3。因此,这两个原子分别为碳原子和铝原子,故D项正确。
【过关检测】
1.已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。下列原子中,与氧元素原子的化学性质相似的是( )
A.Ne B.Mg C.S D.C
答案:C
解析:氧原子最外层有6个电子,最外层电子数相同的元素原子的化学性质相似,因此选C。
2.原子核外每个电子层上均含有2n2个电子的元素是( )
A.Be B.C C.Ar D.Ne
答案:D
解析:n=1,该层电子数为2;n=2,该层电子数为8,即,则该元素为Ne。
3.某原子核外共有n个电子层(n>3),则n-1层最多容纳的电子数为( )
A.8个 B.18个 C.32个 D.2(n-1)2个
答案:B
解析:某原子核外有n个电子层,则n-1层为次外层,最多容纳电子数为18个。
4.下列说法正确的是( )
A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构,则该微粒一定是氩原子
B.最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C.F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子
D.某元素原子的最外