高考化学一轮精品复习讲义第十一章选修3 物质结构与性质选用Word文档格式.docx

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2s

__8__

2p

6

三

M

3s

__18__

3p

3d

10

四

N

4s

__32__

4p

4d

4f

14

…

n

2n2

2.原子轨道

（1）轨道形状：

①s电子的原子轨道呈球形。

②p电子的原子轨道呈纺锤形。

（2）各能级上的原子轨道数目：

ns

np

nd

nf

原子轨道数

1

3

5

7

（3）能量关系：

①相同能层上原子轨道能量的高低：

ns<

np<

nd<

nf。

②形状相同的原子轨道能量的高低：

1s<

2s<

3s<

4s…。

③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。

3．原子核外电子的排布规律

（1）三个原理：

①能量最低原理：

原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。

构造原理示意图：

②泡利原理：

1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。

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，而且自旋方向相同。

（2）基态原子核外电子排布的表示方法：

表示方法

以硫原子为例

电子排布式

1s22s22p63s23p4

简化电子

排布式

[Ne]3s23p4

电子排布图

价电子排布式

3s23p4

4.基态、激发态与光谱

（1）基态原子：

处于最低能量的原子。

（2）激发态原子：

当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。

（3）原子光谱：

不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。

[认知无盲区]

（1）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。

（2）在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：

①（违反能量最低原理）

②（违反泡利原理）

③

（违反洪特规则）

④　　（违反洪特规则）

（3）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。

[练习点点清]

1．下列说法正确的是（　　）

A．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

B．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则

C．表示的原子能量处于最低状态

D．正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族

解析：

选D　相同能级的原子轨道数目相同，A错；

对于22Ti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，B错；

C项的电子排布违反了洪特规则，不是基态原子，不处于能量最低状态，C错；

由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，因为排布在d、s轨道，所以为副族，共有8个价电子，所以为Ⅷ族，D正确。

原子结构与元素周期表

1．元素周期表中每周期所含元素种数

周期

元素数目

各周期增加的能级

8

2s2p

3s3p

18

4s3d4p

五

5s4d5p

六

32

6s4f5d6p

七

26（未完）

7s5f6d（未完）

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

（2）0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：

（2）各区外围电子排布特点：

分区

外围电子排布

s区

ns1～2

p区

ns2np1～6_（除He外）

d区

（n－1）d1～9ns1～2（除钯外）

ds区

（n－1）d10ns1～2

f区

（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2

“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外层电子，如Fe的价电子层排布为3d64s2。

[练习点点清]

2．元素周期表可以划分为5个区，下列有关说法正确的是（　　）

A．s区全部是金属元素

B．p区全部是非金属元素

C．d区内元素原子的价电子排布必为（n－1）d1～10ns2

D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号

选D　A项，s区内H为非金属，B项，p区左下角元素为金属元素，C项，d区内Cr为3d54s1。

元素周期律

1．电离能、电负性

（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。

（2）电负性：

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，对健合电子的吸引力越大。

2．原子结构与元素性质的递变规律

项目

同周期（从左→右）

同主族（从上→下）

原子核外电子排布

能层数相同，最外层电子数逐渐增多

最外层电子数相同，能层数递增

原子半径

逐渐减小（0族除外）

逐渐增大

元素主要化合价

最高正价由＋1→＋7（O，F除外），最低负价由－4→－1

最高正价＝主族序数（O，F除外），非金属最低负价＝主族序数－8

原子得、失电子能力

得电子能力逐渐增强；

失电子能力逐渐减弱

得电子能力逐渐减弱；

失电子能力逐渐增强

第一电离能

增大的趋势

逐渐减小

电负性

元素金属性、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

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：

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。

3．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：

①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5

则下列有关比较中正确的是（　　）

A．第一电离能：

④>

③>

②>

①

B．原子半径：

C．电负性：

D．最高正化合价④>

③＝②>

选A　①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>

N>

P>

S，A项正确。

原子半径P>

S>

F，B项错误。

电负性F>

P，C项错误。

F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，D项错误。

[考点一　基态原子核外电子排布的表示方法]

——————————————————————————————————————

1．核外电子排布规律

（1）遵守能量最低原理、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）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．表示方法

（1）电子排布式：

按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。

如：

Cu：

1s22s22p63s23p63d104s1。

（2）简化电子排布式：

“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。

[Ar]3d104s1。

（3）电子排布图（轨道表示式）：

用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。

S:

[例1]　

（1）（2012·

浙江高考）①可正确表示原子轨道的是________。

A．2s　　　　　　　　B．2d

C．3pxD．3f

②写出基态镓（Ga）原子的电子排布式：

________。

（2）（2012·

福建高考）基态Mn2＋的核外电子排布式为________。

（3）（2012·

海南高考）铜原子基态电子排布式为_____________________

______________；

（4）（2011·

福建高考）基态氮原子的价电子排布式是____________。

[解析]　

（1）①电子层数为2的能级包括s、p；

电子层数为3的能级包括s、p、d；

②镓（Ga）的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。

（2）Mn是25号元素，其电子排布式为[Ar]3d54s2，失去最外层的2个电子，即得Mn2＋∶[Ar]3d5。

（3）Cu是29号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，

（4）氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。

[答案]　

（1）①A、C　②1s22s22p63s23p63d104s24p1

（2）1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5

（3）1s22s22p63s23p63d104s1　（4）2s22p3

1．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违反了能量最低原理

D．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理

选A　A项，关键在于熟记构造原理，各能级能量的大小顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s