专题10 原子结构与性质（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题10 原子结构与性质 考点01 核外电子运动模型的历史发展过程 考点02 玻尔的原子结构模型 考点03 能层与能级 考点04 基态与激发态 原子光谱 考点05 构造原理与电子排布式 考点06 电子云与原子轨道 考点07 原子核外电子排布的原理及表示方法 考点08 原子结构与元素周期表 考点09 元素周期律 ▉考点01 核外电子运动模型的历史发展过程 年代 模型 观点或理论 1803年 约翰·道尔顿（英国）模型 ①原子都是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。 1904年 约瑟夫·约翰·汤姆森（J.J.Thompson）（英国物理学家）模型 原子是一个带正电荷的球，电子镶嵌在里面，形状酷似“葡萄干布丁”（Plum pudding），也称“枣糕模型”或“葡萄干面包模型”。 1911年 卢瑟福（英国）的行星模型（有核模型） ①原子的大部分体积是空的；②在原子的中心有一个很小的原子核；③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 1913年 玻尔（丹麦物理学家）原子模型 电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。即核外电子分层排布的原子结构模型。 1926～1935年 薛定谔（奥地利学者）现代电子云模型 在德布罗意关系式的基础上，对电子的运动做了适当的数学处理，提出了薛定谔方程，再用三维坐标将解表示出来，就得到了电子云。 ▉考点02 玻尔的原子结构模型 （1）波尔原子结构模型的主要观点： ①原子中的电子只能在某些确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，这些轨道称为定态轨道。电子在这些轨道上绕核运动时既不吸收能量也不辐射能量，这些轨道称为定态轨道。 ②在不同定态轨道上运动的电子具有不同的能量（E），而且能量是量子化的，即轨道能量是“一份一份”地增加或减少的。轨道能量与n值有关。n的取值为正整数1、2、3、......、∞，n值越小，电子离核越近；反之能量就越高。 ③一般把原子能量最低的电子状态称为基态。对于氢原子而言，当核外的一个电子处于n = 1的轨道时能量最低，这个状态就称为氢原子的基态。当这个电子跃迁至n > 1的轨道上运动时，这些状态称为氢原子的激发态。 ④电子在不通过能量的两个轨道之间发生跃迁时，才会辐射或吸收能量。如果电子从高能量的轨道跃回低能量轨道，就会以光的形式释放出这些能量，光辐射的波长（λ）与两个轨道的能量差（ΔE）有关。 （2）相关概念 ①量子化：玻尔认为能量是量子化的，即能量是以一个微小单位的形式存在和转播的； ②基态和激发态： a.基态：基态是指在正常状态下，原子处于最低轨道，这时电子在离核最近的轨道上运动的这种定态。 b.激发态：激发态一般是指电子激发态，原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高轨道但尚未离开原子的状态。 （3）氢原子光谱的原因 ①由于能量是不连续的，因此不同轨道之间能量的差值是不连续的，导致光辐射的波长也是不连续的。氢原子的光谱在可见光区中的4条谱线，就是电子分别从n=3、4、5、6的轨道跃迁回到n=2的轨道时释放的能量所形成的。 ②轨道跃迁与氢原子光谱系列的关系: 主量子数n大于或等于2的电子跃迁到n = 1：紫外线系（赖曼系） 主量子数n大于或等于3的电子跃迁到n = 2：可见光系（巴尔末系） 主量子数n大于或等于4的电子跃迁到n = 3：红外光系（帕邢系）如图： （4）玻尔模型的局限性 ①保留了经典粒子的概念，仍把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 ②对稍微复杂一点的原子（多电子原子）如氦原子，就无法解释他的光谱现象。 ▉考点03 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按能量不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 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 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 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 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）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。 （4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 ▉考点04 基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 （3）基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 （1）光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 （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。 ▉考点05 构造原理与电子排布式 1.构造原理 （1）内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，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：图中用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。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 （1）定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 （2）表示方法： （3）书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 （5）简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 （6）价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，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)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ▉考点06 电子云与原子轨道 1.电子云 原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云。 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散。 2.原子轨道 表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道。 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 3.电子层、原子轨道与最多容纳电子数的关系 电子层 1 2 3 4 …… n 符号 K L M N …… —— 原子轨道类型 s s p s p d s p d f …… —— 最多容纳 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… —— 2 8 18 32 …… 2n2 ▉考点07 原子核外电子排布的原理及表示方法 1．原子核外电子排布三原理 能量最低原理 原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。 洪特规则 电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。 特例：若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14)，则结构较稳定！ 2．核外电子排布的表示方法的比较 原子(核素)符号 含义 在元素符号的左下方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号 实例 O 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式 实例 原子(离子)结构示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例 电子排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子 排布式 含义 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 实例 K：[Ar]4s1 价电子 排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 电子排 布图 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 Al： 名师点拨 书写电子排布式的常见错误与技巧 常见错误 违反能量最低原理，如 违反泡利原理，如 违反洪特规则，如 不按能层排序书写，如1s22s22p63s23p64s23d6 书写技巧 同能级空轨道不能省略，如不能写成 出现d(或f)轨道时，电子按能级ns、(n－1)d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ▉考点08 原子结构与元素周期表 1.元素周期律 （1）定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 （2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 2.元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3.元素周期表 （1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 （2）元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 4.元素周期表的结构 （1）原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 （2）核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数（8），只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 5.根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数，具体数据如下： 6.元素周期表的分区 （1）按电子排布分区 ①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区。这4个区的位置关系如图所示。 ②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 s区包含氢元素、第1族的碱金属元素和第2族的碱土金属元素，共两个纵列，除氢元素以外，其余都是较活泼的金属元素。s区元素原子的最后一个电子填充在s轨道上，价电子排布为 ns1~2 p区包含第 13~18 族元素，共6个纵列，除氢元素外，所有非金属元素(包括稀有气体元素)都在p区。p区元素原子的价电子排布为 ns2np1~6(He 是 1s2)。d区包含除镧系和锕系元素以外的第3~12族元素共10个纵列。一般来说，d区元素原子的价电子排布为(n-1)d1~10ns1~2。d区元素原子核外电子排布的差别主要在(n-1)d 轨道上。 （2）按金属元素与非金属元素分区 ①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 ②金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 7.对角线规则 某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。 ▉考点09 元素周期律 1.原子半径 （1）影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。 （2）影响方式： 注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 （3）微粒半径大小比较 范围 微粒半径的变化 举例 同周期(0族除外) 原子或离子半径从左到到右逐渐变小 Na＞Mg＞Al 同主族 原子或离子半径从上而下依次增大 Li＜Na＜K；Li＋＜Na＋＜K＋ 同元素 ①原子半径比其阳离子半径大 ②原子半径比其阴离子半径小 H＋＜H＜H－ 电子层结构相同离子 其核电荷数越大，离子半径越小 Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－＜O2－ 既不在同周期 又不在同主族 找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物 如比较F、Na的原子半径，找Cl或Li作参照物：F＜Cl＜Na或F＜Li＜Na 2.电离能与电负性 电离能 递变性 同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大 同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。 应用 ①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱 ②判断元素的化合价：如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1 电负性 递变性 同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大 同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势 应用 ①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价 ③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键 3.主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外) 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 1．人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。下列说法错误的是（ ） A．1803年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为原子是不可被分割的 B．1904年，汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型 C．1911年，卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子结构的核式模型 D．1913年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有相同的能量，能量值是连续的 【答案】D 【解析】1803年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为物质是由原子直接构成的，原子是一个不可再分割的实心球体，A项正确；1904年，汤姆孙在发现电子的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型，开始涉及原子的内部结构，B项正确；1911年，卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子结构的核式模型，原子是由原子核和核外电子构成的，C项正确；1913年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，能量值是不连续的，D项错误。 2．下列与氢原子有关的说法中，错误的是（ ） A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线 【答案】D 【解析】氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在核外空间出现概率的大小，小黑点越密，表示电子出现的机会越多，反之，出现的机会越少，A项正确；霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同，都是电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的，B项正确；由玻尔理论知，原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然在做加速运动，但并不向外辐射能量；不同的轨道能量不同，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，它辐射或吸收能量；电子处在能量最低的轨道上时，称为基态，能量高于基态的状态，称为激发态。波尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱的事实提出，只引入一个量子数就成功的解释氢原子光谱为线状光谱，C项正确；氢原子核外只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出多条不同波长的光，所以它产生的原子光谱中不只有一根或明或暗的线，D项错误。 3．描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动的原子模型是（ ） A．玻尔电子分层排布模型 B．量子力学模型 C．汤姆逊“葡萄干布丁”模型 D．卢瑟福核式模型 【答案】 A 【解析】 A.玻尔电子分层排布模型描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动，A项正确；B.量子力学模型：电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10⁻¹⁰m）内运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）的大小，B项错误；C.汤姆逊“葡萄干布丁”模型：原子呈圆球状充斥着正电荷，而带负电荷的电子则像一粒粒葡萄干一样镶嵌其中，C项错误；D.卢瑟福核式模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，这一模型也被称为“行星模型”，D项错误；故选A。 4．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是（ ） A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动 B．、、的轨道相互垂直，能量不同 C．钒原子核外有4种形状的原子轨道 D．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 【答案】D 【解析】A．s轨道是球形，描述的是电子云轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大小，故A错误；B．p能级有三个原子轨道，同一能层上的p轨道能量相同，3Px、3Py、3Pz能量相同，它们的差异是延伸方向不同，故B错误；C．23号钒原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，有s、p、d三种能级，对应的原子轨道形状有3种，故C错误；D．s轨道的空间形状为球形，2s轨道的半径大于1s，因此从空间上看，2s轨道包含了1s轨道，故D项正确；故选D。 5．下列基态原子的价层电子轨道为球形的是 A．C B．N C．O D．H 【答案】D 【解析】A．C的价层电子排布式为2s22p2，其轨道分别为球形和哑铃形，A不合题意； B．N的价层电子排布式为2s22p3，其轨道分别为球形和哑铃形，B不合题意； C．O的价层电子排布式为2s22p4，其轨道分别为球形和哑铃形，C不合题意； D．H的价层电子排布式为1s1，其轨道为球形，D符合题意； 故答案为：D。 6．下列关于原子结构说法中，正确的是 A．p能级能量一定比s能级的能量高 B．3d、4d能级容纳的电子数依次增多 C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形 D．电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量 【答案】C 【解析】A．同一能层中，p能级能量高于s能级，不同能层p能级能量不一定比s能级的能量高，例如5s能级高于2p能级，A错误； B．3d、4d能级容纳的电子数最多均为10，B错误； C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，C正确； D．电子从较低能级跃迁到较高能级将吸收能量，D错误； 故选C。 7．下列有关化学用语的表述正确的是 A．的电子式： B．基态碳原子的轨道表示式： C．基态氧原子的电子排布式： D．的结构示意图： 【答案】C 【解析】A．氯化铵为离子化合物，电子式为，故A项错误； B．图中2p轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，违背了洪特规则，基态碳原子的轨道表示式为，故B项错误； C．基态氧原子的电子排布式为，故C项正确； A．的结构示意图：，故D项错误； 故本题选C。 8．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．图甲中的每个小黑点都表示1个电子 C．由图乙可知，能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 【答案】D 【解析】A．电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误； B．图甲中的每个小黑点稀疏表示电子出现概率的大小，并不是真实的电子，B项错误； C．s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误； D．p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D项正确； 故答案为：D。 9．下列轨道表示式中，属于氧的基态原子的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 氧的基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p4，其轨道表示式：，故C符合； 答案选C。 10．下列各项叙述中，正确的是 A．基态氧原子的价层电子排布式： B．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，能量也相等 C．基态原子的价层电子排布为4s24p3的元素，位于第四周期VA族，是p区元素 D．基态Cr的价层电子的轨道表示式： 【答案】C 【解析】A．氧元素的原子序数为8，基态原子的价层电子排布式是，故A错误； B．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，但能量3p高于2p，故B错误； C．基态原子的价层电子排布为4s24p3的元素的能层数为4，位于元素周期表第四周期VA族，处于p区，故C正确； D．铬元素的原子序数为24，基态原子的价层电子排布式为3d54s1，轨道表示式为，故D错误； 故选C。 11．碳酸氢钠溶液显碱性，可用于治疗胃溃疡，下列说法正确的是 A．钠元素的焰色试验呈紫色 B．电负性：O>C>H>Na C．核电荷数：C>O>Na D．碳酸氢钠在水中的电离方程式： 【答案】B 【解析】A．钠元素的焰色试验呈黄色，故A错误； B．元素非金属性越强电负性越大，电负性O>C>H>Na，故B正确； C．原子序数越大，核电荷数越大，核电荷数C<O<Na，故C错误； D．碳酸氢钠在水中的电离方程式为，故D错误； 选B。 12．、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素，、的基态原子能级上各有两个未成对电子，与同主族，原子能层只有一个电子，其余能层全充满。下列说法不正确的是 A．电负性： B．原子半径： C．第一电离能： D．W元素位于ds区 【答案】C 【分析】、的基态原子能级上各有两个未成对电子，电子排布式为和，、原子序数依次增大，则为C元素，为O元素；在与之间，则为N元素；与同主族,则为P元素；原子能层只有一个电子，其余能层全充满， 根据，的原子总数为29，则为Cu元素。 【解析】A．同周期主族元素自左到右电负性增大，则电负性：，A正确； B．同周期主族元素自左到右原子半径减小，同主族自上到下原子半径增大，则原子半径：，B正确； C．N元素原子轨道为，处于半充满稳定状态，第一电离能大于O元素，C错误； D．Cu元素处在元素周期表中第四周期族，属于ds区，D正确； 答案选C。 13．甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是 A．原子半径大小一定有：丙>甲>乙 B．元素电负性强弱一定有：戊>丁>丙 C．元素的第一电离能大小一定有：戊>丙>丁 D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应 【答案】C 【分析】戊的最高价氧化物对应水化物为强酸，戊可能是S，也可能为Cl，如果戊是S，则乙为O，丁为P，丙为Si，甲为C，如果戊是Cl，则乙为F，丁为S，丙为P，甲为N，据此分析。 【解析】A．同主族从上到下，原子半径依次增大，同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外)，原子半径大小顺序有：丙>甲>乙，A不符合题意； B．同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，故元素电负性强弱有：戊>丁>丙，B不符合题意； C．同周期元素从左到右，元素第一电离能逐渐增大，但P的3p轨道上的电子为半充满状态，比较稳定，故P的第一电离能比S大，故元素的第一电离大小为：Cl>P>S或P>S>Cl，C符合题意； D．若丙为Si，最高价氧化物对应水化物是H2SiO3，能与碱反应，若丙为P，最高价氧化物对应水化物是H3PO4，也能与碱反应，D不符合题意； 故选C。 14．肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题： （1）N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 （2）Ni元素在元素周期表中的位置为 ；基态的价电子排布式为 ；Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。 （3）在水溶液中的第一步电离方程式为 ；与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。 （4）肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池，其负极的电极反应式为 。 【答案】（1）p （2）第四周期第Ⅷ族 绿色 （3）(或) （4） 【解析】（1）N原子的最外层电子排布为，最后一个电子落在p能级上，在周期表中位于p区；由于C、N、O同周期，原子半径越小，第一电离能越大，由于N原子半充满，较稳定，其大小为； （2）Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅶ族，基态为Cu原子失去最外层一个电子，即价电子排布式为，Cu原子由激发态跃迁到基态时发出绿色的光； （3）在水中的第一步电离方程式与氨电离相似，即为，为二元弱碱与足量稀反应生成的酸式盐为； （4）肼燃料电池中，通入肼的电极为负极，其在碱性电解质中的电极反应式为。 15．硫酸铁铵的化学式为，它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。 （1）①Fe位于元素周期表中的 区(填“s、p、d、ds和f”其中一个)，基态的价层电子排布式为 。 ②离子半径： (填“>”、“<或“=”，下同)；从价层电子排布的角度分析，在空气中的稳定性： 。 （2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （3）原子的第一电离能：N O(填“>”或“<”)，其原因是 。 （4）①元素的电负性：N O(填“>”或“<”)。 ②已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0，请你推断是 (填“共价化合物”或“离子化合物”)，设计一个实验方案证明你的推断： 。 【答案】（1） > < （2）或者 （3）> 原子轨道上的电子处于半充满状态，较稳定，比难失去电子(2分，其他合理答案也给分) （4）< 共价化合物 测定在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物 【解析】（1）①Fe的原子核外电子数为26，核外电子排布式为：[Ar]3d64s2，位于元素周期表中d区，基态Fe3+的价电子排布式为3d5；故答案为：d；3d5； ②Fe2+和Fe3+核电荷数相同，但是Fe2+外层电子比Fe3+外层电子多，所以Fe2+半径大于Fe3+半径；Fe2+价电子排布为3d6，Fe3+价电子排布为3d5，半充满状态更稳定，所以稳定性FeO<Fe2O3；故答案为：>；<； （2）S原子核电外电子数为16，核外电子排布式ls22s22p63s23p4,其价电子排布式为3s23p4,若一种自旋状态用表示,与之相反用表示,则自旋磁量子数代数和为=+1，也可以为-1，故答案为：+1或者−1； （3）N为7号元素，价电子排布式为2p5，半充满状态更稳定，难失去电子，则第一电离能N>O；故答案为：>；N原子2p轨道上的电子处于半充满状态，较稳定，比O难失去电子； （4）①同一周期电负性从左到右增强，所以电负性N<O，故答案为：<； ②Fe、Cl元素负性差值3.0-1.83=1.17<1.7,所以FeC13应为共价化合物；设计实验方案证明其判断:测定FeC13熔融状态下是否导电，若导电则FeC13为离子化合物，若不导电则FeC13为共价化合物；故答案为：共价化合物；测定FeCl3在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 原子结构与性质 考点01 核外电子运动模型的历史发展过程 考点02 玻尔的原子结构模型 考点03 能层与能级 考点04 基态与激发态 原子光谱 考点05 构造原理与电子排布式 考点06 电子云与原子轨道 考点07 原子核外电子排布的原理及表示方法 考点08 原子结构与元素周期表 考点09 元素周期律 ▉考点01 核外电子运动模型的历史发展过程 年代 模型 观点或理论 1803年 约翰·道尔顿（英国）模型 ①原子都是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。 1904年 约瑟夫·约翰·汤姆森（J.J.Thompson）（英国物理学家）模型 原子是一个带正电荷的球，电子镶嵌在里面，形状酷似“葡萄干布丁”（Plum pudding），也称“枣糕模型”或“葡萄干面包模型”。 1911年 卢瑟福（英国）的行星模型（有核模型） ①原子的大部分体积是空的；②在原子的中心有一个很小的原子核；③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 1913年 玻尔（丹麦物理学家）原子模型 电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。即核外电子分层排布的原子结构模型。 1926～1935年 薛定谔（奥地利学者）现代电子云模型 在德布罗意关系式的基础上，对电子的运动做了适当的数学处理，提出了薛定谔方程，再用三维坐标将解表示出来，就得到了电子云。 ▉考点02 玻尔的原子结构模型 （1）波尔原子结构模型的主要观点： ①原子中的电子只能在某些确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，这些轨道称为定态轨道。电子在这些轨道上绕核运动时既不吸收能量也不辐射能量，这些轨道称为定态轨道。 ②在不同定态轨道上运动的电子具有不同的能量（E），而且能量是量子化的，即轨道能量是“一份一份”地增加或减少的。轨道能量与n值有关。n的取值为正整数1、2、3、......、∞，n值越小，电子离核越近；反之能量就越高。 ③一般把原子能量最低的电子状态称为基态。对于氢原子而言，当核外的一个电子处于n = 1的轨道时能量最低，这个状态就称为氢原子的基态。当这个电子跃迁至n > 1的轨道上运动时，这些状态称为氢原子的激发态。 ④电子在不通过能量的两个轨道之间发生跃迁时，才会辐射或吸收能量。如果电子从高能量的轨道跃回低能量轨道，就会以光的形式释放出这些能量，光辐射的波长（λ）与两个轨道的能量差（ΔE）有关。 （2）相关概念 ①量子化：玻尔认为能量是量子化的，即能量是以一个微小单位的形式存在和转播的； ②基态和激发态： a.基态：基态是指在正常状态下，原子处于最低轨道，这时电子在离核最近的轨道上运动的这种定态。 b.激发态：激发态一般是指电子激发态，原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高轨道但尚未离开原子的状态。 （3）氢原子光谱的原因 ①由于能量是不连续的，因此不同轨道之间能量的差值是不连续的，导致光辐射的波长也是不连续的。氢原子的光谱在可见光区中的4条谱线，就是电子分别从n=3、4、5、6的轨道跃迁回到n=2的轨道时释放的能量所形成的。 ②轨道跃迁与氢原子光谱系列的关系: 主量子数n大于或等于2的电子跃迁到n = 1：紫外线系（赖曼系） 主量子数n大于或等于3的电子跃迁到n = 2：可见光系（巴尔末系） 主量子数n大于或等于4的电子跃迁到n = 3：红外光系（帕邢系）如图： （4）玻尔模型的局限性 ①保留了经典粒子的概念，仍把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动。 ②对稍微复杂一点的原子（多电子原子）如氦原子，就无法解释他的光谱现象。 ▉考点03 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按能量不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 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 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 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 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）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。 （4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 ▉考点04 基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 （3）基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 （1）光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 （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。 ▉考点05 构造原理与电子排布式 1.构造原理 （1）内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，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：图中用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。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 （1）定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 （2）表示方法： （3）书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 （5）简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 （6）价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，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)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ▉考点06 电子云与原子轨道 1.电子云 原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云。 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散。 2.原子轨道 表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道。 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 3.电子层、原子轨道与最多容纳电子数的关系 电子层 1 2 3 4 …… n 符号 K L M N …… —— 原子轨道类型 s s p s p d s p d f …… —— 最多容纳 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… —— 2 8 18 32 …… 2n2 ▉考点07 原子核外电子排布的原理及表示方法 1．原子核外电子排布三原理 能量最低原理 原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。 洪特规则 电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。 特例：若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14)，则结构较稳定！ 2．核外电子排布的表示方法的比较 原子(核素)符号 含义 在元素符号的左下方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号 实例 O 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式 实例 原子(离子)结构示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例 电子排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子 排布式 含义 为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 实例 K：[Ar]4s1 价电子 排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 电子排 布图 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 Al： 名师点拨 书写电子排布式的常见错误与技巧 常见错误 违反能量最低原理，如 违反泡利原理，如 违反洪特规则，如 不按能层排序书写，如1s22s22p63s23p64s23d6 书写技巧 同能级空轨道不能省略，如不能写成 出现d(或f)轨道时，电子按能级ns、(n－1)d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ▉考点08 原子结构与元素周期表 1.元素周期律 （1）定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 （2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 2.元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3.元素周期表 （1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 （2）元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 4.元素周期表的结构 （1）原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 （2）核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数（8），只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 5.根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数，具体数据如下： 6.元素周期表的分区 （1）按电子排布分区 ①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区。这4个区的位置关系如图所示。 ②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 s区包含氢元素、第1族的碱金属元素和第2族的碱土金属元素，共两个纵列，除氢元素以外，其余都是较活泼的金属元素。s区元素原子的最后一个电子填充在s轨道上，价电子排布为 ns1~2 p区包含第 13~18 族元素，共6个纵列，除氢元素外，所有非金属元素(包括稀有气体元素)都在p区。p区元素原子的价电子排布为 ns2np1~6(He 是 1s2)。d区包含除镧系和锕系元素以外的第3~12族元素共10个纵列。一般来说，d区元素原子的价电子排布为(n-1)d1~10ns1~2。d区元素原子核外电子排布的差别主要在(n-1)d 轨道上。 （2）按金属元素与非金属元素分区 ①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 ②金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 7.对角线规则 某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。 ▉考点09 元素周期律 1.原子半径 （1）影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。 （2）影响方式： 注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 （3）微粒半径大小比较 范围 微粒半径的变化 举例 同周期(0族除外) 原子或离子半径从左到到右逐渐变小 Na＞Mg＞Al 同主族 原子或离子半径从上而下依次增大 Li＜Na＜K；Li＋＜Na＋＜K＋ 同元素 ①原子半径比其阳离子半径大 ②原子半径比其阴离子半径小 H＋＜H＜H－ 电子层结构相同离子 其核电荷数越大，离子半径越小 Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－＜O2－ 既不在同周期 又不在同主族 找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物 如比较F、Na的原子半径，找Cl或Li作参照物：F＜Cl＜Na或F＜Li＜Na 2.电离能与电负性 电离能 递变性 同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大 同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。 应用 ①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱 ②判断元素的化合价：如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1 电负性 递变性 同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大 同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势 应用 ①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价 ③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键 3.主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外) 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 1．人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。下列说法错误的是（ ） A．1803年，英国化学家道尔顿提出了原子论，他认为原子是不可被分割的 B．1904年，汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型 C．1911年，卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子结构的核式模型 D．1913年，波尔根据原子光谱实验建立了核外电子分层排布的原子结构模型，他认为在不同轨道上运动的电子具有相同的能量，能量值是连续的 2．下列与氢原子有关的说法中，错误的是（ ） A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度 B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同 C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱 D．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线 3．描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动的原子模型是（ ） A．玻尔电子分层排布模型 B．量子力学模型 C．汤姆逊“葡萄干布丁”模型 D．卢瑟福核式模型 4．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是（ ） A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动 B．、、的轨道相互垂直，能量不同 C．钒原子核外有4种形状的原子轨道 D．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道 5．下列基态原子的价层电子轨道为球形的是 A．C B．N C．O D．H 6．下列关于原子结构说法中，正确的是 A．p能级能量一定比s能级的能量高 B．3d、4d能级容纳的电子数依次增多 C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形 D．电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量 7．下列有关化学用语的表述正确的是 A．的电子式： B．基态碳原子的轨道表示式： C．基态氧原子的电子排布式： D．的结构示意图： 8．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．图甲中的每个小黑点都表示1个电子 C．由图乙可知，能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 9．下列轨道表示式中，属于氧的基态原子的是 A． B． C． D． 10．下列各项叙述中，正确的是 A．基态氧原子的价层电子排布式： B．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，能量也相等 C．基态原子的价层电子排布为4s24p3的元素，位于第四周期VA族，是p区元素 D．基态Cr的价层电子的轨道表示式： 11．碳酸氢钠溶液显碱性，可用于治疗胃溃疡，下列说法正确的是 A．钠元素的焰色试验呈紫色 B．电负性：O>C>H>Na C．核电荷数：C>O>Na D．碳酸氢钠在水中的电离方程式： 12．、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素，、的基态原子能级上各有两个未成对电子，与同主族，原子能层只有一个电子，其余能层全充满。下列说法不正确的是 A．电负性： B．原子半径： C．第一电离能： D．W元素位于ds区 13．甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是 A．原子半径大小一定有：丙>甲>乙 B．元素电负性强弱一定有：戊>丁>丙 C．元素的第一电离能大小一定有：戊>丙>丁 D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应 14．肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题： （1）N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。 （2）Ni元素在元素周期表中的位置为 ；基态的价电子排布式为 ；Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。 （3）在水溶液中的第一步电离方程式为 ；与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。 （4）肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池，其负极的电极反应式为 。 15．硫酸铁铵的化学式为，它被广泛用于生活饮用水、工业循环水的净化处理等。 （1）①Fe位于元素周期表中的 区(填“s、p、d、ds和f”其中一个)，基态的价层电子排布式为 。 ②离子半径： (填“>”、“<或“=”，下同)；从价层电子排布的角度分析，在空气中的稳定性： 。 （2）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （3）原子的第一电离能：N O(填“>”或“<”)，其原因是 。 （4）①元素的电负性：N O(填“>”或“<”)。 ②已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。、两元素的电负性分别为1.83和3.0，请你推断是 (填“共价化合物”或“离子化合物”)，设计一个实验方案证明你的推断： 。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $