高考化学 原子结构与原子核外电子能分布考点复习学案

- 1 -20142014 高考化学考点复习讲析高考化学考点复习讲析考点考点 8 8 原子结构与原子核外电子能级分布原子结构与原子核外电子能级分布考点聚焦考点聚焦1了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。2掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握 1-36 号元素的核外电子排布式3了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法4了解能量最低原子、基态、激发态、光谱知识梳理知识梳理一、能层与能级一、能层与能级对多电子原子的核外电子，按 将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E(s)E(p)E(d)E(f)。完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能 层(n)一二三四五六七符 号KLNOPQ能 级(l)1s2s2p3s3p3d5s2262最 多 电 子 数218322n2由表中可知：由表中可知：各能层最多容纳的电子数为 。能级类型的种类数与 数相对应s p d f 能级所含轨道数分别为 ，与能级所在能层无关。二、电子云与原子轨道二、电子云与原子轨道1电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示 。2原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。s 电子的原子轨道呈 对称， ns能级各有 个原子轨道；p 电子的原子轨道呈 ，np 能级各有 个原子轨道，相互垂直（用 px、py、pz表示） ；nd 能级各有 个原子轨道；nf 能级各有 个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。三、核外电子排布规律三、核外电子排布规律- 2 -1构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、 、 、4p、5s、4d、5p、6s、4f构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。思考：思考：如何快速判断不同能级的能量高低？2能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在 的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。3泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳 个自旋方向 的电子。4洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据 轨道，且自旋方向 。思考：思考：为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子？四、基态、激发态、光谱四、基态、激发态、光谱1基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。2激发态：较高能量状态（相对基态而言） 。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。3光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态激发态）和放出（基态激发态）能量，产生不同的光谱原子光谱（吸收光谱和发射光谱） 。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。试题枚举【例例 1 1】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（ ）A原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云- 3 -Bs 能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动Cp 能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p 能级原子轨道也在增多D与 s 电子原子轨道相同，p 电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大 解析： 电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故选项 A 错误。原子轨道是电子出现的概率约为 90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项 B 错误。无论能层序数n怎样变化，每个 p 能级都是 3 个原子轨道且相互垂直，故选项 C 错误。由于按 1p、2p、3p的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。答案： D【例例 2 2】下列有关认识正确的是（ ） A各能级的原子轨道数按 s、p、d、f 的顺序分别为 1、3、5、7B各能层的能级都是从 s 能级开始至 f 能级结束C各能层含有的能级数为n1 D各能层含有的电子数为 2n2解析：各能层的能级都是从 s 能级开始，但不是至 f 能级结束，如 L 能层只有 2s、2p 两个能级，B 错误；各能层含有的能级数与能层一致，以 C 不对；各能层最多容纳电子数为2n2，而不是必须含有的电子数 2n2答案：A【例例 3 3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（ ）A1s22s22p63s13p3 B1s22s22p63s23p63d104s1 4p1 C1s22s22p63s23p63d24s1 D1s22s22p63s23p63d104s2 4p1 解析：A B C 均不符合能量最低原理，选 D 答案：D【例例 4 4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的 2 个电子，称为“电子对” ；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子” 。以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法，错误的是（ ）A核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子” B核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子” C核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”- 4 -D核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”解析：s p d f 能级所含轨道数分别为 1、3、5、7，均为奇数，而电子电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，如两电子占据 2p 轨道分别占据两个轨道，形成两个未成对电子答案： B D【例例 5 5】以下是表示铁原子和铁离子的 3 种不同化学用语。结构示意图电子排布式电子排布图（轨道表示式）铁原子1s22s22p63s23p63d64s2铁离子1s22s22p63s23p63d5铁原子最外层电子数为 ，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是 。请你通过比较、归纳，分别说出 3 种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。答案：2 4s 上的 2 个电子或 4s 上的 2 个电子和 3d 上的 1 个电子 结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。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。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。【例例 6 6】下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_是原子由基态转化为激发态时的光谱，图_是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。- 5 -答案：