内容正文:
重点突破(一) 原子的核外电子排布及递变规律
自然界存在着形形色色的原子,以各种各样的形态展现着,但看不见摸不着。它们复杂多变、充满神奇,但都有一定的规律存在,即物质的组成和结构决定着物质的性质与变化。研究物质的结构与性质,首先要从小小的原子开始。从微观世界研究原子的核外电子排布规律、原子的电离能、电负性。
一、掌握解题必备知能
(一)核外电子排布
1.牢记基态原子核外电子排布的三规律
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…
泡利原理
每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子
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
2.明确表示基态原子核外电子排布的四方法
3.防范核外电子排布常见错误
(1)电子排布式
①3d、4s书写顺序混乱。
如
②违背洪特规则特例。
如
(2)电子排布图
4.巧判未成对电子数的两方法
(1)根据电子排布式判断
设电子排布式中未充满电子的能级的电子数为n,该能级的原子轨道数为m,则n≤m时,未成对电子数为n;n>m时,未成对电子数为2m-n。如氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,未充满电子的能级为3p能级,有3个原子轨道,填充的电子数为5,所以未成对电子数为2×3-5=1;Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,未充满电子的能级为3d能级和4s能级,分别有5、1个原子轨道,填充的电子数分别为5、1,所以未成对电子数为6。
(2)根据电子排布图判断
电子排布图能够直观地表示未成对电子数,即单独占据一个方框的箭头的个数。
(二)电离能、电负性
1.元素第一电离能的周期性变化规律
一般规律
同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的第一电离能最小;
同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小
特殊情况
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能
2.电离能、电负性大小判断
规律
在周期表中,电离能、电负性从左到右逐渐增大,从上往下逐渐减小
特性
同周期主族元素,第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA和ⅥA族元素
[注意] 常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小,如O与Cl的电负性比较:①HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl;②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物,可知O的电负性大于Cl
3.电离能、电负性的应用
(1)电离能的应用
判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱
判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1
(2)电负性的应用
二、例析命题角度建模型
[典题例析]
命题点(一) 基态原子核外电子排布
[典例1] 根据题给信息,回答相关问题。
(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为______________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)Mn位于元素周期表中第四周期____族,基态Mn原子核外未成对电子有______个。
(3)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子;Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为________。
(4)下列基态原子或离子的价层电子排布图正确的是________(填标号)。
(5)Fe2+基态核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(6)Co基态原子核外电子排布式为________________________________________________________________________。
[解析] (1)基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价层电子排布式为3d64s2,则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为。基态S原子核外电子排布式为[Ne]3s23p4,故基态S原子电子占据的最高能级为3p能级,其电子云轮廓图为哑铃形(或纺锤形)。
(2)基态Mn原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2,外围电子排布式为3d54s2,则Mn元素处