内容正文:
专题01 原子结构
一.能层与能级
1920年,丹麦科学家玻尔在氢原子模型基础上,提出构造原理,开启了用原子结构解释元素周期律的篇章。1925年以后,玻尔的“壳层”落实为“能层”与“能级”,厘清了核外电子的可能状态,复杂的原子光谱得以诠释。1936年,德国科学家马德隆发表了以原子光谱事实为依据的完整的构造原理。
1.能层
(1)含义:根据核外电子的能量不同,将核外电子分为不同的能层(电子层)。
(2)序号及符号
能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示,其中每层所容纳的电子数最多为2n2个。
(3)能量关系
能层越高,电子的能量越高,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)含义:根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同,将它们分为不同能级。
(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,如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、np、nd、nf等。
3.能层、能级与最多容纳的电子数
能层
(n)
一
二
三
四
五
六
七
……
符号
K
L
M
N
O
P
Q
……
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
……
……
……
……
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
……
……
……
……
2
8
18
32
……
……
……
2n2
由上表可知:
(1)能层序数等于该能层所包含的能级数,如第三能层有3个能级。
(2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为1、3、5、7的2倍。
(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是2n2(n为能层的序数)。
二.基态与激发态
1.基态原子与激发态原子
(1)基态原子:处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子:基态原子吸收能量,它的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
2.光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析: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。
三.构造原理与电子排布式
1.构造原理
(1)含义
以光谱学事