届一轮复习人教版 原子结构与性质 学案Word文档格式.docx

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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：

（2）泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

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优先单独占据一个轨道，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24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。

3．电子跃迁与原子光谱

（1）能量最低原理：

原子的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，简称能量最低原理。

（2）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，从低能级跃迁到高能级状态的原子。

（3）原子光谱：

不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。

利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。

（4）基态、激发态及光谱示意图

4．原子结构与周期表的关系

（1）原子结构与周期的关系

每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。

每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。

（2）每族元素的价电子排布特点

①主族

主族

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

排布特点

ns1

ns2

ns2np1

ns2np2

ⅤA

ⅥA

ⅦA

—

ns2np3

ns2np4

ns2np5

②0族：

He：

1s2；

其他：

ns2np6。

③过渡元素（副族和第Ⅷ族）：

（n－1）d1～10ns1～2。

（3）元素周期表的分区与价电子排布的关系

①周期表的分区

分区

元素分布

外围电子排布

元素性质特点

s区

ⅠA、ⅡA族

ns1～2

除氢外都是活泼金属元素；

通常是最外层电子参与反应

p区

ⅢA族～ⅦA族、0族

ns2np1～6

d区

ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族（除镧系、锕系外）

（n－1）d1～9ns1～2除Pd（外）

d轨道可以不同程度地参与化学键的形成

ds区

ⅠB族、ⅡB族

（n－1）d10ns1～2　

金属元素

f区

镧系、锕系

（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2

镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近

②根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区（如下图），处于金属与非金属交界线（又称梯形线）附近的非金属元素，又称为半金属或准金属，但不能叫两性元素。

5．元素周期律

（1）电离能

①第一电离能：

气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：

I1，单位：

kJ·

mol－1。

②规律

a．同周期：

第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左到右逐渐增大的变化趋势。

第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族（ns2np0）和第ⅤA族（ns2np3），因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素，如第一电离能Mg>

Al，P>

S。

b．同族元素：

从上至下第一电离能逐渐减小。

c．同种原子：

随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越多，再失去电子需克服的电性引力越来越大，消耗的能量越来越大，逐级电离能越来越大（即I1<

I2<

I3……）。

（2）电负性

①含义

用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。

电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。

②标准

以氟的电负性为4.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。

③规律

金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右。

同一周期，从左至右，电负性逐渐增大，同一主族，从上至下，电负性逐渐减小。

（3）对角线规则

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：

1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×

”。

（1）p能级能量一定比s能级的能量高。

（　　）

（2）磷元素基态原子的电子排布图为

。

（3）价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素。

（4）电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。

（5）某些金属及它们的化合物在灼烧时会产生特殊的颜色，是由于电子跃迁时能量以光的形式释放出来。

（6）主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大。

（7）1～36号元素中，原子最外层有3个未成对电子的元素为N、P、As。

（8）根据元素周期律，氮与氧、镁与铝相比，都是后者的第一电离能大。

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

　（4）×

　（5）√　（6）×

（7）√　（8）×

2．下列说法中正确的是（　　）

A．任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级

B．用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2

C．核外电子运动的概率分布图（电子云）就是原子轨道

D．电子的运动状态只可从能层、能级、轨道3个方面进行描述

答案　B

解析　在多电子原子中，同一能层的电子能量也不同，还可以把它们分成能级，随着能层数的增大，能级逐渐增多，能级分为s、p、d、f等，A错误；

多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2，B正确；

电子云就是用小黑点疏密来表示空间电子出现概率密度大小的一种图形，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的概率密度分布图（电子云）并不完全等同于原子轨道，C错误；

电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，D错误。

考点1　原子核外电子排布原理

典例1　

（1）（2016·

全国卷Ⅲ）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。

（2）（2016·

江苏高考）Zn2＋基态核外电子排布式为________________________________。

（3）（2015·

福建高考）基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的第________族。

（4）（2015·

安徽高考）N的基态原子核外电子排布式为________；

Cu的基态原子最外层有________个电子。

（5）（浙江高考）31Ga基态原子的核外电子排布式是__________________________。

（6）（全国卷Ⅰ）基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________。

可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。

解析　

（1）根据构造原理即可写出As的电子排布式。

（2）Zn2＋核外有28个电子，电子排布式为

1s22s22p63s23p63d10。

（3）Ni是28号元素，位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。

（4）N为7号元素，故基态原子核外电子排布式为

1s22s22p3，铜基态原子核外价电子排布式为3d104s1，故基态原子最外层有1个电子。

（6）基态铁原子的3d能级轨道示意图为，有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为

1s22s22p63s23p63d5，Fe（SCN）3溶液呈血红色。

答案　

（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3（或[Ar]3d104s24p3）

（2）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）

（3）1s22s22p63s23p63d84s2（或[Ar]3d84s2）　Ⅷ

（4）1s22s22p3　1

（5）1s22s22p63s23p63d104s24p1（或[Ar]3d104s24p1）

（6）4　1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）　血红色

名师精讲

（1）核外电子排布的表示方法

（2）原子核外电子排布符合构造原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。

在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

①（违反构造原理）；

②（违反泡利原理）；

③（违反洪特规则）；

④（违反洪特规则）。

（3）半充满、全充满状态的原子结构稳定。

如Cr：

3d54s1、Cu：

3d104s1。

（4）当出现d轨道时，虽然电子按ns、（n－1）d、np的顺序填充，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。

（5）由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。

（6）书写轨道表示式时，空轨道不能省略。

如C的轨道表示式为，而不是。

1．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（　　）

答案　D

解析　燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。

2．下列说法错误的是（　　）

A．ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量

B．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则

C．电子排布式（21Sc）1s22s22p63s23p63d3违反了构造原理

D．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理

答案　A

解析　ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量，A错误；

对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，B正确；

根据轨道能量高低顺序可知E4s<

E3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为

1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了构造原理，C正确；

对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理，D正确。

考点2　原子结构与元素的性质

典例2　已知：

A.第一电离能I1是指气态原子X处于基态时，失去一个电子转化为气态基态正离子X＋所需的最低能量。

下图是部分元素原子的第一电离能I