高中化学知识点原子结构与性质Word格式文档下载.docx

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2.原子轨道的形状和数目

（1）形状

s电子的原子轨道都是球形的，能层序数n越大，原子轨道的半径越大。

p电子的原子轨道是纺锤形状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直。

而且原子轨道的平均半径也随n增大而增大。

（2）数目

①ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，nd能级各有5个轨道，nf能级各有7个轨道。

②能层序数（n）与原子轨道数（m）的关系为m＝n2。

3．原子核外电子排布规律

（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最低，简称能量最低原理。

构造原理：

原子的核外电子在填充原子轨道时，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，这个电子大多是按着能级的能量由低到高依次填充，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。

构造原理示意图：

（2）泡利原理：

在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。

（3）洪特规则：

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。

4．电子的跃迁与原子光谱

（1）电子的跃迁：

①基态―→激发态：

当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。

②激发态―→基态：

激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。

（2）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。

　电离能、电负性

1．电离能

（1）定义：

气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能。

（2）分类

（3）影响因素

电离能数值的大小取决于原子的有效核电荷数、电子层结构及原子的半径。

（4）电离能的变化规律

同周期

碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现由小到大的趋势

同主族

从上到下第一电离能逐渐减小

同种元素的原子

电离能逐级增大（例如，某种元素的第二电离能大于第一电离能）

2.电负性

（1）概念

元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。

（2）意义

电负性越大，其原子在化合物中吸引电子的能力越强。

（3）电负性的变化规律

①同周期：

左―→右，逐渐增大

②同主族：

上―→下，逐渐减小

　元素周期表和周期律

1．元素周期表的结构与性质特点

分区

元素分布

外围电子排布

元素性质特点

s区

ⅠA族、ⅡA族

ns1～2

除氢外都是活泼金属元素

p区

ⅢA族～ⅦA族、0族

ns2np1～6（He除外）

最外层电子参与反应（0族元素一般不考虑）

d区

ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族

（n－1）d1～9ns1～2（Pd除外）

d轨道也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.元素周期律

元素性质

同一周期（左→右）

同一主族（上→下）

原子半径

逐渐减小（0族除外）

逐渐增大

第一电离能

有增大的趋势，0族元素最大

逐渐减小

电负性

1．易误诊断（正确的打“√”，错误的打“×

”）。

（1）各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束（　　）

（2）各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7（　　）

（3）各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍（　　）

（4）3p2表示3p能级有两个轨道（　　）

（5）1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布（　　）

（6）原子的电子层数越多，原子半径越大（　　）

（7）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（　　）

（8）同一周期第一电离能越大，电负性越强（　　）

【答案】　

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）√　（6）√　（7）×

　（8）×

2．写出下列电子排布式：

（1）O原子的核外电子排布式：

____________________________________________。

（2）S原子的价电子排布式：

_______________________________________________。

（3）N原子的原子轨道表达式（电子排布图）：

__________________________________。

（4）Br－的原子结构示意图：

______________________________________________。

【答案】　

（1）1s22s22p4　

（2）3s23p4

（3）

（4）

3．

（1）价电子排布式为5s25p1的元素在______区，______族______周期。

（2）元素周期表的第11列元素在______区，______族。

（3）第一电离能大小比较：

O____F，Na____Mg____Al。

（4）电负性大小比较：

Cl______S，Br______Cl。

（5）最外层电子数为1的元素可能在________族。

【答案】　

（1）p　ⅢA　五　

（2）ds　ⅠB　（3）＜　＜　＞

（4）＞　＜　（5）ⅠA、ⅠB、ⅥB

基态原子核外电子排布的1个顺序：

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

元素性质的2个递变规律

（1）第一电离能：

同周期（左→右），有增大的趋势；

同主族（上→下），逐渐减小；

（2）电负性：

同周期（左→右），逐渐增大；

同主族（上→下），逐渐减小。

元素在周期表中的5个分区

s区：

ns1～2，p区：

ns2np1～6，

d区：

（n－1）d1～9ns1～2，ds区：

（n－1）d10ns1～2，

f区：

（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2。

核外电子排布及表示方法

1.核外电子排布规律

（1）遵守三大基本原理：

能量最低原理、泡利原理、洪特规则。

（2）能级交错现象：

核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高，不同能层的能级之间的能量高低有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。

（3）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。

2．核外电子排布的表示方法

表示方法

含义

举例

原子或离子结构示意图

表示核外电子分层排布和核内质子数

电子式

表示原子最外层电子数目

核外电子排布式

表示每个能级上排布的电子数

S：

1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4

S2－：

1s22s22p63s23p6

电子排布图（轨道表示式）

表示每个原子轨道中电子的运动状态

价层电子排布式或排布图

表示价层电子的排布

3.电子跃迁与原子光谱

（2）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。

（3）注意对比元素电子排布式、价电子排布式（即外围电子排布式）的区别与联系。

如Fe的电子排布式：

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，价电子排布式：

3d64s2。

（1）（2013·

新课标全国卷Ⅰ）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。

（2）（2013·

福建高考）基态铜原子的核外电子排布式为________。

（3）（2013·

浙江高考）基态锗（Ge）原子的电子排布式是________。

（4）（2012·

新课标全国卷）Se的原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。

（5）（2012·

安徽高考）Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2则Y为________元素。

【解析】　

（1）Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，依据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。

（2）铜为29号元素，根据构造原理和全满能量低，其排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

（3）（4）题，Ge和Se的原子序数分别为32和34，根据构造原理可写电子排布式分别为[Ar]3d104s24p2、[Ar]3d104s24p4。

（5）根据ns容纳的电子数知nsnnpn＋2为2s22p4，可推Y为O。

【答案】　

（1）M　9　4　

（2）[Ar]3d104s1

（3）[Ar]3d104s24p2　（4）34　3s23p63d10　（5）氧或O

考向1　根据核外电子排布特点确定元素

1．

（1）（2013·

四川高考）R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。

则R为________，其价层电子排布式为________。

江苏高考）元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y为________。

【解析】　

（1）根据题意可知R的价层电子排布式为3d64s2，为Fe元素。

（2）根据题意可知Y的价层电子排布式为3s23p4，为S元素。

【答案】　

（1）Fe　3d64s2　

（2）S

考向2　核外电子排布表示法

2．

（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；

其价层电子排布图为________。

（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C离子的结构示意图为________。

（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________，其原子的结构示意图为________。

【解析】　

（1）A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：

，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。

（2）B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。

（3）D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。

【答案】　

（1）N　

（2）Cl　,

（3）Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

考向3　电子的跃迁

3．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是（　　）

【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。

【