专题五 原子结构与性质 （知识串讲）-2023-2024学年高二化学期末知识串讲+专题检测一遍过（人教版2019）

专题五 原子结构与性质 一、能层与能级 1．能层 (1) 能层的含义： 多电子原子的 的能量是不同的，按电子的 差异，可以将核外电子分成不同的能层。 (2)能层的表示符号 能层 一 二 三 四 五 六 七 …… 符号 K L M N O P Q …… (3)各能层的能量与其离原子核距离的关系 原子核外各能层，随着能层数的增大，其离原子核的距离越远，能量 。 2．能级 (1)能级的含义： 在多电子原子中，同一 的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级。 (2)能级的表示方法 通常用s、p、d、f表示。 3．能层与能级的有关规律 能层 一 二 三 四 五…… 符号 K L M N O…… 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …… 电子离核远近 近→远 电子能量高低 低→高 (1)每一能层最多可容纳的电子数为2n2 个(n为能层序数)。 例如，K层最多容纳2个电子；L层最多容纳8个电子；M层最多容纳18个电子；N层最多容纳32个电子…… (2)在每一个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…… (n代表能层)。 (3)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，即第一能层只有1个能级(1s)，第二能层有2个能级(2s和2p)，第三能层有3个能级(3s、3p和3d)，依次类推。 (4)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍。 (5)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。 例如，1s、2s、3s、4s……能级最多都只能容纳2个电子。 例1.（2023下·云南保山·高二校考期末）下列叙述正确的是 A．各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束 C．钾的M层有8个电子，所以钾的M层有4个轨道 D．各能层含有的原子轨道数为2n2 二、基态与激发态与原子光谱 1．基态与激发态 2．原子光谱 (1) 原子光谱：不同元素原子的电子发生 时会吸收或释放不同的光，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。 (2)光谱分析 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。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。做光谱分析时，可以利用吸收光谱，也可以利用发射光谱。 谱分析的应用：①通过原子光谱发现元素。②化学研究中常利用光谱分析来鉴别物质和确定其化学组成。 2．（2023下·广东广州·高二校考期末）下列表达式正确的是 A．基态氮原子的价电子轨道表示式为   B．基态As原子的电子排布式为 C．基态溴原子的价电子排布式为 D．基态的价电子排布式为 三、构造原理和电子排布式 1．基态原子的核外电子排布 (1)排布原则： 原子核外电子排布“两原理一规则” ①能量最低原理 ②泡利原理 ③洪特规则 【注意】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，如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 (2)填充顺序——构造原理 设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为构造原理。 2．原子核外电子排布规则的三种表示方法 原子核外电子的排布遵循能量最低原理(又叫做构造原理)、泡利原理(又叫做泡利不相容原理)和洪特规则(还有洪特规则特例)。原子核外电子排布可以用一定的图(式)表示出来。常用表示原子核外电子排布的图(式)有下列三种： （1）原子结构示意图法 如26Fe原子的结构示意图为。原子结构示意图能直观地体现原子的核电荷数和核外电子分层排布情况。 （2）电子排布式法 如26Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。电子排布式能直观地体现原子核外电子分层、分能级排布情况。 （3）电子排布图法 一个方框表示一个轨道，一个箭头表示一个电子，如碳的电子排布图：。电子排布图能直观地体现原子核外电子分层、分能级、分轨道排布情况以及电子的自旋状态。 综上所述可知，在原子结构示意图、电子排布式和电子排布图中，对原子核外电子排布表达的具体化程度最低的是原子结构示意图，最高的是电