第一章 原子结构与性质 【知识手册】高中化学全册必背章节知识清单（人教版2019选择性必修2）.docx

第一章 原子结构与性质第一节 原子结构一、能层与能级1、能层(1)含义：根据核外电子的 能量 不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每层所容纳的电子数最多为 2n2 个3)能量关系：能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为 E(K) ＜E(L)＜ E(M) ＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) 2、能级(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的 能量 也可能不同，将它们分为不同 能级 2)表示方法：分别用相应能层的 序数 和字母s、p、d、f等表示，如n能层的能级按能量由 低 到高 的排列顺序为ns、np、nd、nf等3、能层、能级与最多容纳的电子数能层(n)一二三四五六七……符号KLMNOPQ……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……………………最多电子数22626102610142……………………281832………………2n2由上表可知：(1)能层序数 等于 该能层所包含的能级数，如第三能层有 3 个能级2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为 1 、 3 、 5 、 7 的2倍。

3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是 2n2 (n为能层的序数)二、基态与激发态　原子光谱1、基态原子与激发态原子(1)基态原子：处于 最低能量 状态的原子2)激发态原子：基态原子 吸收 能量，它的电子会跃迁到 较高 能级，变成 激发 态原子2、光谱(1)光谱的成因及分类(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的 特征谱线 来鉴定元素，称为光谱分析三、构造原理与电子排布式1、构造原理(1)含义以 光谱学 事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入 能级 的顺序称为构造原理2)示意图2、电子排布式将 能级 上所容纳的电子数标在该能级符号 右上角 ，并按照能层从左到右的顺序排列的式子如氮原子的电子排布式为：例：根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式①2He： 1s2 ；②8O： 1s22s22p4____；③10Ne：__1s22s22p6___；④14Si：__1s22s22p63s23p2__；⑤18Ar：__1s22s22p63s23p6___；⑥19K：__1s22s22p63s23p64s1__；⑦21Sc：_1s22s22p63s23p63d14s2____；⑧26Fe：__1s22s22p63s23p63d64s2___。

四、电子云与原子轨道1、概率密度1913年， 玻尔 提出氢原子模型，电子在 线性轨道 上绕核运行量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的 概率 不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的 概率 ；V表示该处的体积)2、电子云(1)定义：处于一定空间 运动状态 的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越 密 ，表示概率密度越 大 3)形状3、原子轨道(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个 空间运动状态 称为一个原子轨道2)形状①s电子的原子轨道呈 球 形，能层序数越 大 ，原子轨道的半径越 大 ②p电子的原子轨道呈 哑铃 形，能层序数越 大 ，原子轨道的半径越 大 3)各能级所含有原子轨道数目能级符号nsnpndnf轨道数目13574、原子轨道与能层序数的关系(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状 相同 ，只是半径 不同 能层序数n越 大 ，原子轨道的半径越 大 如：(2)s能级只有1个原子轨道。

p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示在同一能层中px、py、pz的能量 相同 3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝ n2 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理（一）原子核外电子的排布规则1、泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳 2 个电子，它们的自旋 相反 ，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的 电子 2、电子排布的轨道表示式(电子排布图)8O的轨道表示式如下：例：根据上面回答下列问题：(1)简并轨道： 能量 相同的原子轨道2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向 相反 的一对电子3)单电子： 一个原子 轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子4)自旋平行： 箭头同向 的单电子称为自旋平行5)在氧原子中，有 3 对电子对，有 2 个单电子6)在氧原子中，有 5 种空间运动状态，有 8 种运动状态不同的电子3、洪特规则(1)内容：基态原子中，填入 简并轨道 的电子总是先单独分占，且自旋平行2)特例：在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有 较低 的能量和 较大 的稳定性。

相对稳定的状态如：24Cr的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 ，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s24、能量最低原理(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 能量最低 的原子轨道，使整个原子的能量最 低 2)因素：整个原子的能量由 核电荷数 、 电子数 和 电子状态 三个因素共同决定注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写（二）核外电子的表示方法电子排布式与轨道表示式的比较电子排布式含义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的 电子数 ，这就是电子排布式意义能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数实例K： 1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式含义为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加 方括号 表示意义避免书写电子排布式过于繁琐实例K： [Ar]4s1 轨道表示式含义每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个 电子 意义能直观反映出电子的排布情况及电子的 自旋 状态实例Al： 熟记第四周期未成对电子数规律未成对电子数及其占据的原子轨道元素符号及价电子排布14sK：4s1,Cu： 3d104s1 3dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br： 4s24p5 23dTi：3d24s2，Ni： 3d84s2 4pGe：4s24p2，Se：4s24p433dV：3d34s2，Co： 3d74s2 4pAs：4s24p343dFe： 3d64s2 53dMn：3d54s2 63d和4sCr：3d54s1第二节 原子结构与元素的性质一、原子结构与元素周期表（一）元素周期律、元素周期系和元素周期表1、元素周期律：元素的性质随元素原子的 核电荷数 递增发生 周期性 递变。

2、元素周期系：元素按其原子 核电荷数 递增排列的序列3、元素周期表： 呈现周期系 的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样4、三张有重要历史意义的周期表(1)门捷列夫周期表：门捷列夫周期表又称 短式 周期表，重要特征是从第 四 周期开始每个周期截成两 截，第 1～7 族分 主副 族，第 八 族称为过渡元素2)维尔纳周期表维尔纳周期表是 特长式周期表 ，每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素 上下对齐 ，它确定了前 五 个周期的元素种类3)玻尔元素周期表玻尔元素周期表特别重要之处是把21～28、39～46等元素用 方框 框起，这说明他已经认识到，这些框内元素的原子新增加的 电子 是填入 内层轨道 的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻尔元素周期表确定了第 六 周期为 32 种元素二）构造原理与元素周期表1、元素周期表的基本结构(1)周期元素种数的确定第一周期从 1s1 开始，以 1s2 结束，只有两种元素其余各周期总是从 ns 能级开始，以 np 结束，从ns能级开始以np结束递增的 核电荷数 (或电子数)就等于每个周期里的元素数目。

周期ns～np电子数元素数目一1s1～2 2 2 二2s1～22p1～6 8 8 三3s1～23p1～6 8 8 四4s1～23d1～104p1～6 18 18 五5s1～24d1～105p1～6 18 18 六6s1～24f1～145d1～106p1～6 32 32 七7s1～25f1～146d1～107p1～6 32 32 (2)元素周期表的形成若以一个方格代表一种元素，每个 周期 排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表：若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将 2s2 与p段末端对齐，则得到书末的元素周期表：2、元素周期表探究(1)元素周期表的结构元素周期表(2)元素周期表的分区①根据核外电子的排布分区按电子排布式中最后填入电子的 能级 符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了 (n－1)d 能级而后再填充ns能级而得名 ds 区5个区的位置关系如下图所示②根据元素的金属性和非金属性分区3、元素的对角线规则(1)在元素周期表中，某些 主 族元素与其右下方的 主 族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“ 对角线规则 ”。

2)处于“对角线”位置的元素，它们的 性质 具有相似性实例分析：①锂和镁的相似性A、锂与镁的沸点较为接近：元素LiNaBeMg沸点/℃1 341881.42 4671 100B、锂和镁在氧气中 燃烧 时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢4Li＋O22Li2O、2Mg＋O22MgOC、锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物 难 溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行D、锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2E、锂和镁。