第12章 物质结构与性质(选修3)-【优化探究】2024高考化学一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

第39讲　原子结构与性质 目标要求 核心素养 1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。 2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。 4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 1.宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。 2.证据推理与模型认知：能运用构造原理和能量最低原理揭示元素原子核外电子排布的规律。 3.变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析核外电子的运动状态及原子结构的变化规律，认识元素性质的变化规律。 4.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题，如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出自己的见解。 考点一　原子核外电子排布原理 授课提示：对应学生用书第365页 1．能层、能级与原子轨道之间的关系 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 2.原子轨道的形状及能量关系 3．基态原子核外电子排布依据 (1)能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态。 构造原理示意图： (2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 如2s轨道上的电子排布图为，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，且自旋状态相同。 如2p3的电子排布图为 ，不能表示为或 。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(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。 4．基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 举例(以硫原子为例) 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 电子排布图 价层电子排布式 3s23p4 5.原子状态与原子光谱 (1)原子的状态 ①基态原子：处于最低能量的原子。 ②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级，变成激发态原子。 (2)①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，用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 ②光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 (3)基态、激发态及光谱示意图 教材挖掘　1.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。 提示：26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。 2．钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。则元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填字母)，请说明选择的依据：________________________________________________________________________。 A．404.4　B．553.5　C．589.2　D．670.8　E．766.5 提示：A　可见光波长范围为350 nm～770 nm，可见光按红橙黄绿青蓝紫的顺序波长依次变短 诊断辨析 (1)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。(×) (2)2px、2py、2pz轨道的能量相等。(√) (3)铁元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6。(×) (4)磷元素基态原子的电子排布图为。(×) (5)电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。(×) (6) 表示的原子能量处于最低状态。(×) 1．素养转化的有效途径——结构化 2．思维建模：求未成对电子数 (1)根据原子核外电子排布的规则，写出电