第30讲 原子结构与性质(讲)学生版.docxVIP

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第30讲原子结构与性质

【核心素养发展目标】

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。

【知识点解读】

知识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

同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。

(3)能层与能级的关系

能层

一

二

三

四

五……

符号

K

L

M

N

O……

能级

1s

2s2p

3s3p3d

4s4p4d4f

5s5p……

最多

电子数

2

26

2610

261014

26……

电子离

核远近

近→远

电子能

量高低

低→高

【特别提醒】(1)能层数＝电子层数。

(2)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．电子云与原子轨道

(1)电子云

①由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。

②电子云轮廓图称为原子轨道。

(2)原子轨道

原子轨道eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(轨道形状\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s电子的原子轨道呈球形对称,p电子的原子轨道呈哑铃形)),各能级上的原子轨道数目\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(s能级1个,p能级3个,d能级5个,f能级7个,……)),能量关系\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①相同能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2px、2py、2pz轨道的,能量相等))))

3．基态原子的核外电子排布

(1)能量最低原理：即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。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：

【特别提醒】所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。

(2)泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳eq\a\vs4\al(2)个电子，且自旋状态相反。

如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。

(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单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为

或。

【特别提醒】当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。

(4)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

1s22s22p63s23p4

简化电子

排布式

[Ne]3s23p4

电子排布图

(或轨道表示式)

价电子排布式

3s23p4

价电子排布图

4．电子的跃迁与原子光谱

(1)电子的跃迁

(2)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。

附：可见光的波长范围

颜色

波长范围

红

770～622nm

橙

622～597nm

黄

597～577nm

绿

577～492nm

蓝、靛

492～455nm

紫

455～350nm

【特别提醒】(1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。

(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化。

知识点二原子结构与元素的性质

1．原子结构与元素周期表

(1)原子结构与周期数的关系

周

期

电子层数

每周期第一种元素

每周期最后一种元素

原子

序数

基态原子的

电子排布式

原子

序数

基态原子的电子排布式

二

2

3

[He]2s1

10

1s22s22p6

三

3

11

[Ne]3s1

18

1s22s22p63s23p6

四

4

19

[Ar]4s1

36

1s22s22p63s23p63d104s24p6

五

5

37

[Kr]5s1

54

1s22s22p63s23p63d104s24p6

4d105s25p6