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第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 【知识点梳理】 1、原子的诞生： 现代大爆炸理论认为：宇宙大爆炸诞生了大量的 、少量的、以及极少量的。如今，宇宙中最丰富的元素是、其次是。地球上的元素大多数是，非金属仅种。 2、能层、能级 （1）能层 ①原子核外的电子是分层排布的。根据电子的能级差异，可将核外电子分成不同的能层。 ②每一能层最多能容纳的电子数不同：最多容纳的电子数为2n2个。 ③离核越近的能层具有的能量越低。 ④能层的表示方法： 能层序数 1 2 3 4 5 能层符号 能级符号 轨道数 电子数 离核远近 由近————————→远 能量高低 由低————————→高 （2）能级 在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。 规律：①每个能层所包含的能级数等于该能层的序数n，且能级总是从s能级开始，如：第一能层只有1个能级1s，第二能层有2个能级2s和2p，第三能层有3个能级3s、3p、3d，第四能层有4个能级4s、4p、4d和4f，依此类推。 ②不同能层上的符号相同的能级中最多所能容纳的电子数相同，即每个能级中最多所能容纳的电子数只与能级有关，而与能层无关。如s能级上最多容纳2个电子，无论是1s还是2s；p能级上最多容纳6个电子，无论是2p还是3p、4p能级。 ③在每一个能层（n）中，能级符号的排列顺序依次是ns、np、nd、nf…… ④按s、p、d、f……顺序排列的各能级最多可容纳的电子数分别是1、3、5、7……的两倍，即分别是2、6、10、14…… 原子轨道 轨道形状 轨道数 最多电子数 3、构造原理与基态原子的核外排布 （1）基态原子与激发态原子 ①基态原子为能量最低的原子。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。 ②基态原子与激发态原子相互转化与能量转化关系： （2）构造原理 随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循如图的排布顺序，我们将这个顺序成为构造原理。 ①它表示随着原子叙述的递增，基态原子的核外电子按照箭头的方向在各能级上依此排布：1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d，4p，5s，4d，5p，6s……这是从实验得到的一般规律，适用于大多数几台源自的核外电子排布。 ②构造原理的意义：根据构造原理中电子在能级上的填充顺序，只要我们知道原子序数，就可以写出几乎所有原子的电子排布，并用电子排布式表示，如基态Na原子的电子排布式：1s22s22p63s1，基态Ar原子的电子排布式：1s22s22p63s23p6，基态Fe原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 ③各能级的能量高低顺序可表示为：（n表示能层） a.Ens＞E(n－1)s＞E(n－2)s b.Enp＞E(n－1)p＞E(n－2)p c.End＞E(n－1)d＞E(n－2)d d.Enf＞E(n－1)f＞E(n－2)f e.Ens＜E(n－2)f＜E(n－1)d＜Enp ④由构造原理写出的电子排布式书写过繁，可以把内层电子已达到稀有气体结构的部分写成“原子实”，以稀有气体的元素符号外加方括号表示，如Si、Fe的简化电子排布式分别为：Si:[Ne]3s23p2, Fe:[Ar]3d64s2。 ⑤在化学反应中，原子的外围电子发生变化而“原子实”不受影响，所以描述原子核外电子排布时，也可以省去“原子实”，仅写出原子的外围电子排布式（对主族元素的原子，外围电子又称价电子）。如Si、Fe的外围电子排布分别为：Si: 3s23p2，Fe: 3d64s2。 （3）能级交错 从第三电子层起就出现能级交错现象，如3d的能量似乎应低于4s，而实际上E3dE4s，按能量最低原理，电子在进入核外电子层时，不是排完3p就排3d，而是先排4s才排3d，由于能级交错，在次外层未达最大容量之前，已出现了最外层，而且最外层未达最大容量时，又进行次外层的填充。如钙的电子排布式易写成：1s22s22p63s23p63d2，若掌握了能级交错的知识，则应写成：1s22s22p63s23p64s2。 （4）核外电子排布的特殊稳定状态 量子力学理论指出，在等价轨道上（同一能级）的电子排布在全充满（p6和d10）、半充满（p3、d5）和全空（p0、d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定，如Cu的外围电子排布，若仅根据构造原理，易错写为：3d94s2，实际上Cu的外围电子排布应为3d104s1，同理Ag的外围电子拍不应为4d105s1。 （5）光谱与光谱分析 ①光谱：不同元素的原子发生跃迁时会发生吸收或释放不同的光，可以用光谱摄取各种元素的电子的吸收光谱