内容正文:
第十二章 物质结构与性质
第一讲 原子结构与性质
1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布及排布原理,能用电子排布式和轨道表示式表示常见元素(1~36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在原子轨道之间在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。
授课提示:对应学生用书第377页
能层、能级和最多容纳电子数之间的关系
能层(n)
能级
最多容纳电子数
序数
符号
符号
原子轨道数
各能级
各能层
一
K
1s
1
2
2
二
L
2s
1
2
8
2p
3
6
三
M
3s
1
2
18
3p
3
6
3d
5
10
四
N
4s
1
2
32
4p
3
6
4d
5
10
4f
7
14
…
…
…
…
…
…
n
…
…
…
…
2n2
原子轨道的形状及能量关系
基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
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:
注意:所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
(2)泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。
如2s轨道上的电子排布为,不能表示为。
(3)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,且自旋方向相同。如2p3的电子排布为,不能表示为或。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
原子状态与原子光谱
(1)原子的状态
①基态原子:处于最低能量状态的原子。
②激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从低能级跃迁到较高能级状态的原子。
(2)原子光谱
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱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
原子结构与元素周期表
(1)原子结构与元素周期表的关系
周期
电子层数
每周期第一种元素
每周期最后一种元素
原子序数
基态原子的简化电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p6 3d104s2 4p6 4d104f14 5s25p65d106s26p6
(2)每族元素的价电子排布特点
①主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
②0族:He:1s2;其他:ns2np6。
(3)元素周期表的分区
①根据原子核外电子排布分区。
a.分区简图:
b.各区元素分布及价电子排布与元素性质特点:
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA族、ⅡA族
ns1~2
除氢外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应
p区
ⅢA族~ⅦA族、0族
ns2np1~6
通常是最外层电子参与反应
d区
ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)
(n-1)d1~9 ns1~2(钯除外)
d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
(n-1)d10 ns1~2
金属元素
f区
镧系、锕系
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近
②根据元素金属性与非金属性分区。
a.分区简图:
b.特别说明:处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性,又称为半金属或准金属,但不能叫两性非金属。
元素周期律
(1)原子半径
①影响因素
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小;同主族元素