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第十章 第1讲　原子结构与性质 [考纲要求]　1.能规范书写常见元素(1～36号)原子核外电子的电子排布式和电子排布图。2.能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。3.能用电离能、电负性等解释元素的某些性质。4.掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及元素性质的递变规律。考点一　原子核外电子排布原理1．能层、能级与原子轨道 (1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 (2)能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用等表示，同一能层里，各能级的能量按的顺序升高，即：E(s)E(p)E(d)E(f)。 (3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s p 特别提醒　第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。 2．原子核外电子排布的原理 (1)能量最低原理：即：电子尽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 一个原子轨道最多容纳个电子，并且相反。 (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，并且相同。 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。 特别提醒　基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。 深度思考 1．完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系 能层 一 二 三 四 五 … 符号 … 能级 … …最多容纳电子数 … … 特别提醒　(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。2．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式 原子 电子排布式 简化电子排布式 N Cl Ca Fe Cu 特别提醒　当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n－1)d，np顺序填序，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．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因？ 答案　26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。 特别提醒　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。 题组一　根据核外电子排布，正确理解电子能量状态 1．下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是__________。 2．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是(　　) A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1 题组二　化学用语的正确使用 3．(2010·上海，2)下列有关物质结构的表述正确的是(　　) A．次氯酸的电子式B．二氧化硅的分子式SiO2 C．硫原子的最外层电子排布式3s23p4D．钠离子的结构示意图 4．按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子，并回答问题。 Fe Fe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式 电子排布图 (1)铁原子最外层电子数为________，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是________________________________________________