1.1原子结构 讲义 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 1.通过对比知道原子核外电子的能层、能级分布及其与能量的关系。 2.理解基态、激发态和光谱间的关系。 3.理解原子核外电子排布的构造原理，会写电子排布式。 4.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。 5.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的轨道表示式，并说明含义。 知识点一 能层与能级、构造原理与电子排布式 知识点二 基态与激发态、原子光谱 知识点三 电子云与原子轨道 知识点四 泡利原理、洪特规则和能量最低原理 知识点一 能层与能级、构造原理与电子排布式 一、能层与能级 1．能层的分类依据 根据多电子原子核外电子的能量不同，将核外电子分成不同的能层。 2．能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数 能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 各能层最多容纳的电子数为2n2 3.能级的分类依据 根据多电子原子中同一能层电子能量的不同，将它们分成不同能级。 4．能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数 能层 K L M N …… 能级 …… 最多电子数 2 …… 二、构造原理与电子排布式 1．构造原理 (1)构造原理：以光谱事实为基础，从氢开始，随着原子核电荷数的递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 (2)构造原理示意图：小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 2．电子排布式：按照构造原理，元素的核电荷数每递增一个，同时增加一个核电荷和一个核外电子，就得到一个基态原子的电子排布。电子排布式中，能级符号右上角的数字表示该能级的电子数。如Na： 。 说明：以Al原子为例，电子排布式中各符号、数字的意义分别为 3．简化电子排布式：为了方便，常把内层已达稀有气体电子层结构的部分用稀有气体符号加括号表示。 如K：，电子排布式可简化为[Ar]4s1，又如Na： ，Fe： 。 4．价层电子排布：将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。描述原子核外电子排布时，省去内层电子，仅写出价电子层的排布，即为元素原子的价层电子排布式。通常，周期表中只给出价层电子排布，如Fe：3d64s2；S：3s23p4。 【归纳总结】不同能级能量大小比较方法 不同能级能量大小比较方法：设s、p、d、f分别为1、2、3、4，然后与能层数相加，数值大的能量高，若数值相等，则能层大的能量高，如4s与3d能级的能量大小比较：s为1，d为3，能层分别是4和 3，则4+1=5，3+3=6，5<6，则能量4s<3d；再如5s与4p能级的能量大小比较：5+1=4+2，能层5>4，则5s>4p。 【例1】下列有关认识正确的是(　　) A．各能级可容纳的最多电子数按s、p、d、f……的顺序依次为1、3、5、7……的2倍 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C．各能层含有的能级数为n－1 D．各能层含有的电子数为2n2(n为能层序数) 【例2】元素的原子失去最外层电子形成阳离子，元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是 (　　) A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6　 B．O2－：1s22s22p4 C．Cl－：[Ne]3s23p6 D．Ar：1s22s22p63s23p6 【变式1】构造原理揭示的电子能级排布顺序，实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量，以下各式中正确的是 (　　) A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C．E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s) D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) 【变式2】根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。 (1)O ； (2)Ca ； (3)S2－ ； (4)Al3＋ 。 知识点二 基态与激发态、原子光谱 一、基态与激发态原子 1.基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 2.激发态：较高能量状态(相对基态而言)。当基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 3.基态原子、激发态原子相互转化时与能量的关系： 二、原子光谱 1.原子光