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第33讲 原子核外电子排布
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课程标准 1.认识核外电子的运动特点;知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续),电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁;知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。2.知道原子核外电子的能级高低顺序,了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理(或泡利不相容原理)和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
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考点 原子核外电子排布
1.能层与能级
能层(n) 一 二 三 四 …… n
能层
符号 K L M N …… ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p ___ 4s 4p 4d ___ …… ……
最多容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… ……
2 8 18 32 …… ___
3d
4f
2n2
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2.电子云与原子轨道
(1)电子云
①含义:是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的______________的形象化描述。
②电子云轮廓图
a.小点越密,表示__________越大。
b.s电子云轮廓图呈____形,p电子云轮廓图呈_____状。
概率密度分布
概率密度
球
哑铃
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(2)原子轨道
①定义:量子力学把电子在原子核外的一个______________称为一个原子轨道。
②各能级上的原子轨道数目
能级 ns np nd nf ……
原子轨道数 1 3 5 7 ……
空间运动状态
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③能量关系
a.相同能层上原子轨道能量的高低:ns<np<nd<nf……
b.形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……
c.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npx、npy、npz轨道的能量______。
相等
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3.基态原子核外电子排布
(1)构造原理
如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图。
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相反
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单独分占
全充满
半充满
全空
1s22s22p63s23p63d54s1
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③能量最低原理
在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量______。
最低
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1s22s22p63s23p4
[Ne]3s23p4
3s23p4
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微点拨
书写常见基态原子电子排布式的一般方法
(1)由原子序数书写核外电子排布式。
根据构造原理、各能级最多容纳的电子数及能量最低原理,由低能级向高能级依次填充电子。如31号元素镓,其基态原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p,最后1个电子排入4p能级;我们也可以通过31-18=13,以Ar的电子排布式为基础再填充13个电子,即[Ar]3d104s24p1。
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(2)由元素名称书写核外电子排布式。
①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写,如S的最外层电子数为6,其电子排布式为[Ne]3s23p4。
②第四周期从K开始数,数到几,外围电子数就是几,就可以写成[Ar](从4s能级开始,依次填充多余的电子)。如写Fe的基态原子电子排布式时,从钾开始数到铁为8,则其电子排布式为[Ar]3d64s2;写Se的基态原子电子排布式时,从钾开始数到Se为16,则其电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
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5.原子状态和原子光谱
(1)原子状态
①基态原子:处于_________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_________状态的原子。
最低能量
较高能级
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(2)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。利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图
吸收
释放
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判断下列说法对本考点内容的基本理解是否正确,若不正确,说明原因。
(1)p能级的能量一定比s能级的能量高。
□正确 □不正确