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专题11物质结构和性质必背知识手册
考点1原子结构
一、能层、能级与原子轨道
1.能层(n):(又称:电子层)
(1)分层依据:按照电子的能量差异
(2)表示符号:K、L、M、N、O、P、Q
2.原子轨道(又称:能级、电子亚层)
符号
s
p
d
电子云形状
球形
纺锤形或哑铃形
花瓣形
轨道个数
1
3
5
3.1~36号元素的能层和能级
(1)K层:有1s一个电子亚层
(2)L层:有2s、2p两个电子亚层
(3)M层:有3s、3p、3d三个电子亚层
(4)N层:有4s、4p、4d、4f四个电子亚层
4.原子核外电子排布的原理
(1)能量最低原理:电子尽先排布在能量最低的轨道中。
(2)泡利不相容原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。如:
(3)洪特规则:电子在能量相同原子轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道而且自旋方向相同。
错误
正确
N原子的2p轨道
(4)洪特规则特例:能量相同的原子轨道在下列情况时,体系能量最低
①全满;即s2、p6、d10
②半满;即s1、p3、d5
③全空;即s0、p0、d0
二、原子核外电子排布
1.基态原子核外电子排布
(1)21~30号:[Ar]3dx4s2
①一般最后1位数是几,x就等于几
②24Cr:[Ar]3d44s2→[Ar]3d54s1
③29Cu:[Ar]3d94s2→[Ar]3d104s1
(2)31~36号:[Ar]3d104s24px
①最后1位数是几,x就等于几
②32Ge:[Ar]3d104s24p2
③34Se:[Ar]3d104s24p4
2.价电子(外围电子、特征电子)
(1)21~30号:3d和4s上的电子数之和
(2)其他:最外层电子数
(3)过渡金属原子:除Cu和Cr原子最外层有1个电子外,其余的元素的原子最外层都有2个电子
(4)过渡金属离子的价电子构型:优先失去最外层电子数
原子
Fe
Co
Cu
价电子构型
3d64s2
3d74s2
3d104s1
离子
Fe2+
Fe3+
Co2+
Co3+
Cu+
Cu2+
价电子构型
3d6
3d5
3d7
3d6
3d10
3d9
(5)元素的最高价:等于价电子数
元素
Cr
Fe
Mn
As
价电子构型
3d54s1
3d44s2
3d54s2
4s24p3
最高价
+6
+8
+7
+5
(6)过渡金属原子或离子的结构示意图
微粒
V
Cr3+
Cu+
结构
示意图
(7)第四周期主族元素原子或离子的结构示意图:次外层都有18个电子
微粒
Ga
As
Br-
结构
示意图
3.元素在周期表中的位置
(1)主族:主族序数=原子的最外层电子数,周期序数=原子的电子层数
(2)21~30号:根据3d和4s上的电子数之和确定
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
3d14s2
3d24s2
3d34s2
3d54s1
3d54s2
3d64s2
3d74s2
3d84s2
3d104s1
3d104s2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
(3)元素的分区
4.各种特征的电子(以Mn为例,1s22s22p63s23p63d54s2)
(1)不同运动状态的电子数:25
(2)不同空间运动状态的电子数:15
(3)形状不同的电子云种类:3
(4)不同能级(能量)的电子种类:7
(5)最高能级的电子数:5
(6)最高能层的电子数:2
5.1~36号元素原子的空轨道数目
空轨道数
价电子构型
元素种类
1
ns2np2(3)
3
2
ns2np1(3)、3d34s2(1)
4
3
3d24s2(1)
2
4
3d14s2(1)
1
6.1~36号元素原子的未成对电子数(n)
(1)n=1:ns1(4)、ns2np1(3)、ns2np5(3)、3d14s2(1)、3d104s1(1),共12种
(2)n=2:ns2np2(3)、ns2np4(3)、3d24s2(1)、3d84s2(1),共8种
(3)n=3:ns2np3(3)、3d34s2(1)、3d74s2(1),共5种
(4)n=4:3d64s2(1),共1种
(5)n=5:3d54s2(1),共1种
(6)n=6:3d54s1(1),共1种
7.基态原子核外电子排布的表示方法(以铁原子为例)
(1)各类要求的电子排布式
①电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2
②简化电子排布式:[Ar]3d64s2
③价电子(外围电子、特征电子)排布式:3d64s2
④最外层电子排布式:4s2
⑤M层电子排布式:3s23p63d6
⑥最高能级电子排布式:3d6
(2)各类要求的电子排布图
①电子排布图:
②轨道表示式:
③价电子排布图:
④原子结构示意图:
三、原
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