第五章 第1课时 原子结构 核外电子排布规律-【直击双1流】2024高考化学一轮复习讲义

第五章　物质结构与性质　元素周期律 第 1 课时　 原子结构　 核外电子排布规律 考点一　原子结构 1. 原子的构成 (1)构成原子的微粒及应用 (2)微粒符号周围数字的含义 　 　 ①原子中不一定都含有中子,如11 H 中没有中子。 ②核外电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子, 如互为同位素的各原子。 (3)微粒之间的数量关系 ①原子中:质子数(Z) = 核电荷数 = 核外电 子数。 ②质量数(A)= 质子数(Z) +中子数(N)。 ③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所 带电荷数。 ④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所 带电荷数。 (4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量:一个原子 (即核素) 的质量与12C 质量的 1 12 的比值。 一种 元素有几种同位素,就有几种相对原子质量。 ②元素的相对原子质量:该元素各种核素所 占的一定百分比算出的平均值。 如 Ar(Cl)= Ar( 35Cl) ×a%+Ar( 37Cl) ×b%。 2. 元素、核素和同位素 (1) 元素、核素和同位素的概念以及相互 关系 (2)同位素的特征 “六相同”:同一元素、位置相同、化学性质相 同、质子数相同、 核电荷数相同、 核外电子数 相同。 “三不同”:物理性质不同、中子数不同、质量 数不同。 　 　 ①由于同位素的存在,核素的种数远大于元素的种类。 ②不同核素可能具有相同的质子数,如21 H 和31 H;也可能 具有相同的中子数,如146 C 和168 O;也可能具有相同的质量数, 如146 C 和147 N。 (3)常见的重要核素及其应用 核素 23592 U 146 C 21 H 31 H 188 O 用途 核燃料 考古断代 制氢弹 示踪原子 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二　核外电子排布 1. 能层、能级和原子轨道 (1)能层和能级 ①能层:原子核外电子是分层排布的,根据 电子的能量差异,可将核外电子分成不同的 能层。 ②能级:在多电子原子中,同一能层的电子, 能量也可能不同,不同能量的电子分成不同的 能级。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　 　 (2)能层、能级和能量 能 层 表示 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多容纳的电子数 2 8 18 32 2n2 能 级 符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f …… …… …… 最多容纳的电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… …… …… 能 量 同一原子: ①同一能层:E(s)<E(p)<E(d)<E(f) ②不同能层:E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q) 　 　 能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数。 (3)电子云与原子轨道 ①概念 a. 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。 b. 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原子轨道及能量关系 原 子 轨 道 轨道形状 s 电子的原子轨道呈球形 p 电子的原子轨道呈哑铃形{ 各能级上的原子轨道数目 s 能级 1 个 p 能级 3 个 d 能级 5 个 f 能级 7 个 …… ì î í ï ï ï ï ï ï ïï 能量关系 ①相同能层上原子轨道能量的高低: ns<np<nd<nf ②形状相同的原子轨道能量的高低: 1s<2s<3s<4s…… ③同一能层内形状相同而伸展方向 不同的原子轨道的能量相等,如 2px、 2py、2pz 轨道的能量相等 ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ïï ì î í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï 2. 基态原子核外电子排布 (1)能量最低原理:电子尽可能地先占据能 量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原 子的能量处于最低状态。 构造原理示意图如图 所示。 　 　 ①图中每个小圆圈表示一个能级,每一行对应一个能层, 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数递增而增加的电子填 入能级的顺序。 ②所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。 (2)泡利原理:在一个原子轨道中,最多只能 容纳 2 个电子,它们的自旋相反。 如 2s 轨道上 的电子排布为 ,不能表示为 。 (