高考专题物质结构与性质第一节原子结构与性质考点一原子核外电子的排布及其表示方法讲义高三化学一轮复习.docxVIP

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高考专题:选修三物质结构与性质

第一节原子结构与性质

[考纲要求]

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的排布及其表示方法

[要点细化]

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,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,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

球形

1

p

哑铃形

3

[温馨提示]

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。

能层

K

L

M

N

能级

1s

2s、2p

3s、3p、3d

4s、4p、4d、4f

原子轨道数目

1

1+3=4

1+3+5=9

1+3+5+7=16

最多容纳电子数目

2

8

18

32

2.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:

(2)泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳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。

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1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。

3.基态原子核外电子排布的表示方法

表示方法

含义

举例

原子或离子结构示意图

表示核外电子分层排布和核内质子数

电子式

表示原子或离子最外层电子数

Cl·

核外电子排布式

表示每个能级上排布的电子数

S:1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4

S2-:1s22s22p63s23p6

电子排布图(轨道表达式)

表示每个原子轨道中电子的运动状态

O:

价层(外围)电子排布式或排布图(轨道表达式)

表示价层电子的排布

S:3s23p4

Fe:3d64s2

[易错警示]

核外电子排布常见错误

(1)在写基态原子的电子排布图时,常出现以下错误:

①(违反能量最低原理)

②(违反泡利原理)

③(违反洪特规则)

④(违反洪特规则)

(2)当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,却先失4s轨道上的电子,如Fe3+:1s22s22p63s23p63d5。

(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式:[Ar]3d104s1;价电子排布式:3d104s1。

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。

[正误判断]

(1)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等()

(2)2px、2py、2pz的能量相等()

(3)铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6()

(4)磷元素基态原子的电子排布图为

()

(5)电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理()

(6)表示的原子能量处于最低状态()

答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×

[能力提升]

1.有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:

元素

结构、性质等信息

A

是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂

B

B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性

C

元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂

D

是海水中除氢

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