内容正文:
第五章 物质结构与性质 元素周期律
第1讲 原子结构
必备知识·整合
化学
一、原子的结构 三素概念
1.原子构成粒子、电性及作用
核素
2.原子构成粒子的数量关系
(1)阳离子的核外电子数= 。
(2)阴离子的核外电子数= 。
质子数-阳离子所带的电荷数
质子数+阴离子所带的电荷数
3.元素、核素、同位素概念
(1)元素、核素、同位素概念及关系。
质子数
质子
中子
质子
中子
(2)常见的重要核素及其应用。
氢弹
4.元素符号不同方位的数字含义
化合价
质量数
离子所带
电荷数
分子、原子或离子数
质子数
分子中
原子个数
5.核反应方程
核反应方程分析技巧
①质量数守恒:各微粒左上角数字之和在核反应前后相等。
②电荷数守恒:各微粒左下角数字之和(正电荷数)在核反应前后相等。
质量数守恒表达式: ;电荷数守恒表达式: 。
14=14+0
6=7-1
[理解·辨析]
1.判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)所有原子核内一定有质子和中子。( )
×
(2)H2、D2、HD三者互为同素异形体。( )
解析:(2)同素异形体是同种元素原子构成的不同单质,H2、D2、HD为氢元素不同核素构成的同种单质,不互为同素异形体。
×
解析:(4)核聚变属于物理变化。
√
×
核素
同位素
(2)互为同素异形体的物质是 。
30
24
(4)上述9种微粒中有 种核素,含有 种元素。
7
5
二、核外电子运动特点及规律
1.电子运动状态的量子力学模型描述
(1)能层:核外电子按 不同分成能层。能层序数n取一、二、三、四、五、六、七,通常用 表示,离核距离依次 ,能量依次 。每层最多容纳的电子数为 ,最外层电子不超过 个(K层为最外层时不超过2个),次外层不超过 个。
(2)能级:同一能层电子的能量也可能不同,又将其分成不同能级,通常用
表示且能量依次升高。
能量
K、L、M、N、O、P、Q
变远
升高
2n2
8
18
s、p、d、f
(3)电子云与原子轨道。
①电子云:核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。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。因
此,常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。
②原子轨道的形状、数目及能量关系。
能级符号 s p d f
轨道形状 . . (中学不
做要求) (中学不
做要求)
伸展方向
(轨道数目) . . . .
能量关系 ①同能层不同能级:4s 4p 4d 4f……
②不同能层相同能级:1s 2s<3s 4s……,2p 3p 4p 5p……
球形
哑铃形
1
3
5
7
<
<
<
<
<
<
<
<
(4)电子自旋:电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反,常用向上、下箭头(↑和↓)表示自旋相反的电子。
(5)各能层包含能级、原子轨道、容纳电子数目关系。
能层 一 二 三 四 五 六 七
能层
符号 K L M N O P Q
能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f 略 略 略
原子轨道数目 1 1+3=4 1+3+
5=9 1+3+
5+7=16 25 36 49
最多容纳电子数目
2n2(n为能层序数) . . . . 50 72 98
2
8
18
32
2.基态与激发态 原子光谱
较高
吸收
释放
最低能量
原子光谱:不同元素原子的电子发生跃迁时会 或 不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。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。
吸收
释放
3.基态原子的核外电子排布规则及表示方法
(1)构造原理。
以光谱学事实为基础,从氢开始,随 递增,新增电子填入 的顺序称为构造原理,如图所示:
核电荷数
能级
能层
能级
[微点拨] ①构造原理用于分析“基态原子”电子排布,不能分析“激发态原子”;②构造原理是“经验性”的,是“假想”出来用于分析电子在各能级上的排布的;③洪特规则特例情况下,电子排布不完全符合构造原理。
(2)基态原子电子排布原则。
最低
2
相反
平行
(3)洪特规则特例。
洪特规则并