内容正文:
第39讲 原子结构与性质
1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布,能用电子排布式表示常见元素(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,知道元素的性质与电负性的关系。
考点一
考点二
探究高考 明确考向
练出高分
考纲要求
考点一 核外电子排布原理
1.电子层、能级与原子轨道
(1)电子层(n):在多电子原子中,核外电子的 是不同的,按照电子的 差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)能级:同一电子层里的电子的 也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用 等表示,同一电子层里,各能级的能量按
的顺序升高,即: 。
能量
能量
s、p、d、f
s、p、d、f
E(s)<E(p)<E(d)<E(f)
知识梳理
1
答案
能量
(3)原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在 的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。
原子轨道 轨道形状 轨道个数
s
p
核外经常出现
球形
哑铃形
1
3
特别提醒 第一电子层(K),只有s能级;第二电子层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三电子层(M),有s、p、d三种能级。
答案
2.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,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图,亦即基态原
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)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳 个电子,且自旋状态 。
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
占据一个轨道,且自旋状态相同。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 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 (p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
2
相反
优先单独
全满
半满
全空
答案
3.基态、激发态及光谱示意图
深度思考
1.完成下表,理解电子层、能级及其最多容纳电子数的关系
电子层 1 2 3 4 5 …
符号 K L M N O …
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … …
最多容纳电子数 … …
…
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
2
8
18
32
2n2
答案
特别提醒 (1)任一电子层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该电子层序数。(2)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;(3)构造原理中存在着能级交错现象。(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。
2.写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式
原子 电子排布式 简化电子排布式
N
Cl
Ca
Fe
Cu
As
1s22s22p3
1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d104s1
1s22s22p63s23p63d104s24p3
[He]2s22p3
[Ne]3s23p5
[Ar]4s2
[Ar]3d64s2
[Ar]3d104s1
[Ar]3d104s24p3
答案
特别提醒 (1)当出现d轨道时,虽然电子按ns,(n-1)d,np顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,正确;
Fe:1s22s22p63s23p64s23d6,错误。
(2)在书写简化的电子排布式时,并不是所有的都是[X]+价电子排布式(注:X代表上一周期稀有气体元素符号)。
3.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3+较Fe2+更稳定的原因。
答案 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、全满和半满时能量最低”的原则,3