原子结构与元素的性质Word格式文档下载.docx
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不同电子层的能量是不连续的。
3．原子轨道
（1）在多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分占在不同的原子轨道，不同形状的原子轨道分别用s、p、d、f表示。
（2）原子轨道有不同的形状：
s轨道呈球形，p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂。
形状相同的原子轨道在原子核外空间还有不同的伸展方向。
二、原子核外电子排布的原理
1．能量最低原理
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。
如图为原子核外电子排布的轨道能量顺序图：
2．泡利不相容原理
每个原子轨道最多容纳2个电子，并且自旋状态相反。
3．洪特规则
当电子排布在不同轨道时，原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，并且自旋状态相同。
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的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
4．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
轨道表示式
S：
外围电子排布式
3s23p4
三、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，电子会跃迁到较高原子轨道，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。
名师点拨
（1）核外电子的能量并不是完全按电子层序数的增加而升高，不同电子层的原子轨道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。
（2）能量关系
①相同电子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同一电子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。
（1）[2014·
高考安徽卷25－
（1）]S的基态原子核外有________个未成对电子；
Si的基态原子核外电子排布式为________________________。
（2）[2014·
高考浙江卷自选模块15－
（1）]31Ga基态原子的核外电子排布式是________________。
（3）[2014·
高考福建卷31－
（1）]基态硼原子的电子排布式为________________。
（4）[2014·
高考江苏卷21－
（1）]Cu＋基态核外电子排布式为____________________。
（5）[2014·
高考新课标全国卷Ⅱ37－
（1）]周期表前四周期元素中e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，e的外围电子轨道表示式为________________。
（6）[2014·
高考四川卷8－
（1）]XY2是红棕色气体；
X与氢元素可形成XH3。
Y基态原子的电子排布式是________________________________________________________________________。
（7）[2014·
高考新课标全国卷Ⅰ37－
（2）]基态Fe原子有________个未成对电子。
Fe3＋的电子排布式为________________________________________________________________________。
[解析]
（1）S的外围电子排布为3s23p4，利用洪特规则和泡利不相容原理可知S的基态原子核外有2个未成对电子；
依据能量最低原理以及洪特规则和泡利不相容原理，14号元素Si的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。
（3）硼原子的核外电子数是5，则基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1。
（4）Cu为29号元素，Cu＋核外有28个电子，按照核外电子排布规律，其核外电子排布式应为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10。
（5）由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e为铜元素。
（6）依据题目信息：
XY2为红棕色气体，且X可以形成XH3，则X为氮元素，Y为氧元素。
（7）基态Fe原子3d原子轨道排有6个电子，即基态Fe原子存在4个未成对电子；
Fe3＋是由基态Fe原子失去4s原子轨道上的2个电子和3d原子轨道上的1个电子得到的，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
[答案]
（1）2 1s22s22p63s23p2
（2）1s22s22p63s23p63d104s24p1 （3）1s22s22p1
（4）[Ar]3d10（或1s22s22p63s23p63d10）
（5） （6）1s22s22p4
（7）4 1s22s22p63s23p63d5（或[Ar]3d5）
（1）复杂原子的核外电子排布式
对于复杂原子的电子排布式，应先按能量最低原理从低到高排列，然后将同一电子层的排在一起。
例如：
26Fe，先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6，然后将同一电子层的电子排在一起，即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
（2）特殊原子的核外电子排布式
24Cr，先将电子按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5是半充满状态稳定，因此需要将4s轨道上的一个电子调整到3d轨道上，得1s22s22p63s23p64s13d5，再将同一电子层的排在一起，得该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；
29Cu，先将电子按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10是全充满状态稳定，因此需要将4s轨道上的一个电子调整到3d轨道上，得1s22s22p63s23p64s13d10，再将同一电子层的排在一起，得该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
1．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是________。
解析：
①不符合能量最低原理；
②不符合洪特规则；
④不符合能量最低原理。
答案：
③⑤
2．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式。
原子
N
Cl
Ca
Fe
Cu
As
1s22s22p3
[He]2s22p3
1s22s22p63s23p5
[Ne]3s23p5
1s22s22p63s23p64s2
[Ar]4s2
1s22s22p63s23p63d64s2
[Ar]3d64s2
1s22s22p63s23p63d104s1
[Ar]3d104s1
1s22s22p63s23p63d104s24p3
[Ar]3d104s24p3
3．A、B、C、D、E、F代表6种元素。
请根据各项信息填空。
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有8个电子，则A的元素符号为________。
（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，则B的元素符号为________，C的元素符号为________。
（3）D元素的正三价离子的3d轨道为半充满状态，则D的元素符号为________________________________________________________________________，其基态原子的轨道表示式为
________________________________________________________________________。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层只有一个电子，则E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________。
（5）F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；
原子中能量最高的是________电子，其原子轨道呈________形。
（1）根据A元素基态原子的电子排布情况：
最外层有3个未成对电子，次外层有8个电子，其轨道表示式为，则该元素核外有15个电子，为磷元素，其元素符号为P。
（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D为26号元素铁。
（4）根据题意要求，首先写出电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
（5）s轨道只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是氮元素；
根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p轨道能量最高，p电子的原子轨道呈纺锤形。
（1）P
（2）Cl K
（3）Fe
（4）Cu 1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）
（5）2 2p 纺锤
[反思归纳]
核外电子排布式书写的几个易错点
（1）24Cr、29Cu的特殊性。
前者半充满、后者全充满更稳定，所以两者简化的核外电子排布式分别为[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。
（2）离子核外电子排布式的书写。
要注意一定是先写原子的核外电子排布式，然后再从外到里失电子（阳离子）或最外层得电子（阴离子），最后写出相应离子的核外电子排布式。
（3）注意区分“核外电子排布式”、“外围电子排布式”和“最外层电子排布式”。
外围电子排布式指去除原子实后的剩余部分。
最外层电子排布式则指最外层电子的排布。
考点二 元素性质的递变规律[学生用书P213]
一、原子结构与元素在周期表中的位置关系
1．原子结构与周期表的关系
周期
电子
层数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
序数
基态原子
的电子排
布式
基态原子的
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
4
19
[Ar]4s1
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