第12章1讲.doc

第1讲　原子结构[考纲要求]　1.能规范书写常见元素(1～36号)原子核外电子的电子排布式和轨道表示式2.能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题3.能用电离能、电负性等解释元素的某些性质4.掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及元素性质的递变规律考点一　原子结构模型1．电子层、能级与原子轨道(1)电子层(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电子层通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高2)能级：同一电子层里的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，同一电子层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)

如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利不相容原理一个原子轨道最多只能容纳2个电子，并且自旋状态相反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特别提醒　基态原子：处于最低能量的原子当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因深度思考1．完成下表，理解电子层、能级及其最多容纳电子数的关系电子层一二三四五…符号KLMNO…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多容纳电子数22626102610142……281832…2n2特别提醒　(1)任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。

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？答案　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“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定特别提醒　由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时是先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子题组一　根据核外电子排布，正确理解电子能量状态1．(2009·上海，2)以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是(　　)A．∶He B. C．1s2 D.答案　D2．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是__________①②③④⑤答案　③⑤解析　①不符合能量最低原理；②不符合洪特规则；④不符合能量最低原理3．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是(　　)A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D．1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1答案　B解析　np3处于半充满状态，稳定，失去一个电子吸收能量多。

反思归纳“两原理，一规则”的正确理解1．原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态易误警示　在写基态原子的轨道表示式时，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．半充满、全充满原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1　　　Mn：3d54s2Cu：3d104s1 Zn：3d104s2题组二　三种核外电子排布表示方法的规范书写4．写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子电子排布式简化电子排布式N1s22s22p3[He]2s22p3Cl1s22s22p63s23p5[Ne]3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2[Ar]4s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s15.按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子，并回答问题表示方法FeFe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式轨道表示式(1)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________________________________________________________________________。

2)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　表示方法FeFe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式[Ar]3d64s2[Ar]3d5轨道表示式[Ar][Ar](1)2　4s上的2个电子和3d上的1个电子(2)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电子层上的电子数电子排布式：能直观地反映核外电子的电子层、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，各轨道上的电子分布情况及自旋方向反思归纳熟记3种核外电子排布表示方法的意义(1)原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数，如2)电子排布式和价电子排布式①电子排布式：如O原子的电子排布式为1s22s22p4，它能告诉我们氧原子核外的电子分为2个电子层，3个能级，并不能告诉我们原子核的情况，也不能告诉我们它的各个电子的运动状态②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电子层数和参与成键的电子数以及最外层电子数3)轨道表示式(电子排布图)如这个式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。

题组三　根据核外电子排布推断元素6．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同，B的元素符号为________，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________电子答案　(1)C或O　(2)Cl　K(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)2　2p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，A元素有2个电子层，由题意可写出其轨道表示式为，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧元素同样也符合要求，其电子排布图为。

2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K3)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，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高反思归纳熟记3种最外层电子的特征排布(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3,1～36号元素中分别为N、P、As2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4短周期元素中分别为C、Si和O、S3)最外层有一个单电子的可能是ns1、ns2np1、(n－1)d5ns1、(n－1)d10ns1第四周期中有K、Ga(镓)、Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)考点二　原子结构、元素周期表与元素性质的关系1．原子结构与元素周期表的关系(1)原子结构与元素周期表的关系(完成下列表格)周期电子层数每周期第一个元素每周期最后一个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二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点ns2np3ns2np4ns2np5②零族：He：1s2；其他：ns2np6。

③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～22．元素在周期表中的分布(1)元素周期表的分区(2)各区元素原子最外层电子排布特点及元素性质。