1、【 精品教育资源文库 】 第 35 讲 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.了解元素电离能的含义，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 1能层与能级 (1)能层：根据多电子原子的核外电子的 能量 不同，可以将核外电子分成不同的能层。 (2)能级：多电子原子的同一能层中电子能量也不同，又分为不同的 能级： s、 p、 d、 f? 2原子轨道 电子在原子核外的一
2、个空间运动状态 原子轨道? 轨道形状 ? 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? s能级 1个p能级 3个d能级 5个f能级 7个?能量关系? ?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基态原子核外电子排布的三个原理 【 精品教育资源文库 】 (1)能量最低原理：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，使整个原子的能量处于最低状态。即原子的电子排布遵循构
3、造原理能使整个原子的能量处于最低状态。 构造原理示意图： (2)泡利原理 一个原子轨道中，最多只能容纳 2 个 电子 ，并且这两个电子的自旋状态 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 ，并且自旋状态 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 1s22s22p63s23p63d54s1。 4.基态原子、激发态原子和原子光谱 (
4、1)基态原子：处于 最低 能量的原子。 (2)激发态原子：当基态原子的电子 吸 收 能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 (3)基态、激发态及光谱示意图 【 精品教育资源文库 】 【多维思考】 1基态铜原子的简化电子排布式为 Ar4s23d9对吗？若不对，请纠正并说明理由。 提示： 不对，根据洪特规则特例，应为 Ar3d104s1。 2请用核外电子排布的相关规则解释 Fe3 较 Fe2 更稳定的原因。 提示： 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。根据洪特规则特例， 3d5处于半充满状态，
5、更稳定。 基态原子核外电 子排布的表示方法 (1)电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。 (2)电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。 (3)价电子排布式：如 Fe 原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。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。 考向一 基态原子核外电子排布表示方法、能量状态 1下列关于钠元素的几种表达式错误的是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 解析： Na 的简化电子排布式为
6、Ne3s1。 答案： D 2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 _。 解析： 不符合能量最低原理； 不符合洪特规则； 不符合能量最低原理。 答案： 【题后悟道】 基态原子核外电子排布的表示方法 【 精品教育资源文库 】 表示方法 举例 (以 Cl 为例 ) 原子结构示意图 电子式 电子排布式 1s22s22p63s23p5或 Ne3s23p5 电子排布图 价电子排布式 3s23p5 考向二 根据基态原子核外电子排布推断元素 3 (2018 江西宿迁中学高三摸底试卷 )某元素的原子最外电子层排布是 6s26p4，该元素或其化合物不可能具有的性质是 ( ) A该元素单质可能
7、是导体 B该元素的最高化合价呈 6 价 C该元素能与氢气反应生成气态氢化物 D基态该原子的价电子排布图为 解析： 原子最外电子层排布是 6s26p4，为 Po 元素，为金属单质，具有导电性；最外层电子数为 6，最高化合价为 6 价；位于周期表第六周期第 A 族，金属性较强，在化学反应中易失去电子，难以得到电子，不能形成氢化物；基态该原子的价电子排布图正确。 答案： C 4 A、 B、 C、 D、 E、 F 代表 6 种元素。请填空： (1)A 元素基态原子的最外层有 2 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其元素符号为_。 (2)B 元素的负一价离子和 C 元素的正一价离子的电子层结构都与氩相
8、同， B 的元素符号【 精品教育资源文库 】 为 _， C 的元素符号为 _。 (3)D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满， D 的元素符号为 _，其基态原子的电子排布式为 _。 (4)E 元素基态原子的 M 层全充满， N 层没有成对电子，只有一个未成对电子， E 的元素符 号 为 _ ， 其 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为_。 (5)F 元素的原子最外层电子排布式为 nsnnpn 1，则 n _；原子中能量最高的是 _电子。 解析： (1)A 元素基态原子次外层有 2 个电子，故次外层为 K 层，由题意可写出其电子排布图为 或 ，元素符号为 C 或 O。 (2)B 、
9、C 的电子层结构都与 Ar 相同，则 B 为 17 号元素 Cl， C 为 19 号元素 K。 (3)D 元素原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电子后变成 3 价离子，则其 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，为 26 号元素铁。 (4)依题意写出电子排布式： 1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为 29 号元素 Cu。 (5)s 能级最多只能容纳 2 个电子，即 n 2，元素 F 的原子最外层电子排布式为 2s22p3，是 N 元素， 2p 能级能量最高。 答案： (1)C 或 O (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s
10、23p63d64s2或 Ar3d64s2 (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar3d104s1 (5)2 2p 【题后悟道】 书写核外电子排布式注意事项 (1)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。 (2)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如 Cu 的电子排布式： 1s22s22p63s
11、23p63d104s1，简化电子排布式： Ar3d104s1，外围电子排布式： 3d104s1。 考点二 原子结构与元素周期表 【 精品教育资源文库 】 1元素周期表的分区 2各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s 区 A 、 A 族 ns1 2 除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应 p 区 A A 族、 0 族 ns2np1 6(除氦外 ) 通常是最外层电子参与反应 d 区 B B 族 (除镧系、锕系外 )、 族 (n 1)d1 9ns12(Pd 除外 ) d 轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds 区 B 、 B 族 (n
12、1)d10ns1 2 金属元 素 f 区 镧系、锕系 (n 2)f0 14 (n 1)d0 2ns2 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 【多维思考】 元素周期表前四周期中 (1)外围电子层有 2 个未成对电子的是 _(填元素符号，下同 )；有 3 个未成对电子的是 _。 (2)周期数与未成对电子数相等的元素有 _。 (3)未成对电子数最多的元素是 _，其价电子排布式为 _。 提示： (1)C、 Si、 Ge、 O、 S、 Se、 Ti、 Ni N、 P、 As、 V、 Co 【 精品教育资源文库 】 (2)H、 C、 O、 P、 Fe (3)Cr 3d54s1 考向 原子结构与元素
13、周期表 1某元素 3 价离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为 ( ) A B 族 B.B 族 C 族 D.A 族 解析： 由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为 3d64s2，共有 8 个价电子，为 族。 答案： C 2下列有关元素周期表分区的说法正确的是 ( ) A s 区全部是金属元素 B p 区全部是非金属元素 C d 区内元素 原子的价电子排布必为 (n 1)d1 10ns2 D除 ds 区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号 解析： A 项， H 为非金属元素； B
14、 项， p 区左下角元素为金属元素； C 项， d 区内 Cr 为3d54s1。 答案： D 考点三 原子结构与元素的性质 1原子半径 (1)影响因素? 能层数：能层数越多，原子半径 越大核电荷数：能层数相同时，核电荷数越大，原子半径 越小(2)变化规律 元素周期表中的同周期主族元素从 左到右，原子半径逐渐 减小 ；同主族元素从上到下，原子半径逐渐 增大 。 2电离能 (1)含义 第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 最低 能量，符号 I1，单位 kJmol 1。 【 精品教育资源文库 】 (2)规律 同周期：第一种元素的第一电离能最 小 ，最后一种元素的第一电离能 最大 ，总体呈现从左至右逐渐 增大 的变化趋势 (但同周期的 A 族大于 A 族， A 族大于 A 族 )。 同族元素：从上至下第一电离能逐渐 变小 。 同种原子：逐级电离能越来越 大 (即 I1N。 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) 电离能的应用 (1)判断元素金属性的强弱： 电离能越小，金属原子越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。 (2)判断元素的化合价： 如果某元素的 In 1?In，则该元
