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第十二单元物质结构与性质(选修)

第40讲原子结构与性质

考试说明1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。

2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。

3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。

4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。

考点一原子核外电子排布原理

1.能层与能级

(1)能层(n):在多电子原子中,核外电子的是不同的,按照电子的差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层,能量依次升高。?

(2)能级:同一能层的电子的也可能不同,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s、p、d、f的顺序升高,即。?

2.原子轨道

(1)原子轨道:表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在的区域。?

原子轨道

轨道形状

轨道个数

s

p

(2)能量关系

①相同能层上原子轨道能量的高低:。?

②形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s4s…。

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)原子核外电子排布遵循三个原理

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,即电子尽先占有能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道。?

构造原理示意图如下:

图12-40-1

②泡利原理

1个原子轨道里最多只能容纳个电子,而且自旋方向。?

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,而且自旋方向。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。?

(2)核外电子排布表示方法

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:。?

②简化电子排布式

用“[稀有气体]+价层电子”的形式表示。如Zn:。?

③价电子排布式

如Fe原子的电子排布式为,价电子排布式为。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。?

④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。如S:。?

(3)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

?

简化电子排布式

?

电子排布图(轨道表示式)

?

价电子排布式

?

4.电子跃迁与原子光谱

图12-40-2

1.[2019·山西晋中期中]下列关于能层与能级的说法中不正确的是 ()

A.原子的核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2

B.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

C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数相同

D.1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相同

2.[2019·泸州二中期中]下列关于钠元素的几种表达式错误的是 ()

A.Na+的电子排布图:

B.Na+的结构示意图:

C.Na的电子排布式:1s22s22p63s1

D.Na的简化电子排布式:[Na]3s1

3.[2019·西安高级中学期末]已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:

(1)X元素原子基态时的电子排布式为,该元素的符号是。?

(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为,该元素的名称是。?

(3)X与Z可形成化合物XZ3,该化合物的空间构型为。?

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO4和H2O,该反应的化学方程式是。?

(5)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性、沸点高低,并说明理由:?。?

4.[2019·福建师大附中检测]A、B、C、D、E、F代表6种元素。