一、原子核外电子排布及表示方法1能层、能级及其最多容纳.ppt

一、原子核外电子排布及表示方法一、原子核外电子排布及表示方法1．能层、能级及其最多容纳电子数的关系．能层、能级及其最多容纳电子数的关系能能层(n)一一二二三三四四五五……符号符号KLMNO……能能级(l)1s 2s 2p 3s 3p3d 4s 4p 4d 4f 5s …… ……最多容最多容纳电子数子数22626102610 142 …… ……281832……2n22．原子轨道．原子轨道(1)s电子的原子轨道呈球形对称，电子的原子轨道呈球形对称，ns能级上各有能级上各有1个原子轨道．个原子轨道．(2)p电子原子轨道呈纺锤形，电子原子轨道呈纺锤形，np能级各有能级各有3个原子轨道，相互个原子轨道，相互 垂直．垂直．(3)nd能级各有能级各有5个原子轨道．个原子轨道．(4)nf能级有能级有7个原子轨道．个原子轨道．3．原子核外电子排布原理．原子核外电子排布原理(1)能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态．原子轨道能量由低到整个原子的能量处于最低状态．原子轨道能量由低到高的顺序为高的顺序为1s、、2s、、2p、、3s、、3p、、4s、、3d、、4p、、5s、、4d、、5p、、6s、、4f、、5d、、6p、、7s、、5f、、6d…………(2)泡利原理：泡利原理：1个原子轨道里最多容纳个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方个电子，且自旋方向相反．向相反．(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同．优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同．(4)特例特例有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子个电子的偏差．因为能量相同的原子轨道在全充满的偏差．因为能量相同的原子轨道在全充满(如如p6和和d10)、半、半充满充满(如如p3和和d5)和全空和全空(如如p0和和d0)状态时，体系的能量较低，状态时，体系的能量较低，原子较稳定．原子较稳定．4．基态原子核外电子排布的表示方法．基态原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图原子结构示意图(或称原子结构简图或称原子结构简图)可表示核外电子分层排可表示核外电子分层排布和核内质子数，如布和核内质子数，如 .(2)电子式电子式可表示原子最外层电子数目，如可表示原子最外层电子数目，如．．(3)电子排布式电子排布式①用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数，如如K：：1s22s22p63s23p64s1.②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀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元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，如加方括号表示，如K：：[Ar]4s1.(4)轨道表示式轨道表示式(电子排布图电子排布图)每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示．如第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示．二、原子结构与元素周期表的关系二、原子结构与元素周期表的关系1．元素周期表中每周期所含元素种数的变化规律．元素周期表中每周期所含元素种数的变化规律周期周期元素数目元素数目对应的原子的原子轨道道电子最大容量子最大容量一一21s2二二82s　　2p8三三83s　　3p8四四184s　　3d　　4p18五五185s　　4d　　5p18六六326s　　4f　　5d　　6p32七七26(未完未完)7s　　5f　　　　6d(未完未完)未未满2．周期表的分区与原子的价电子排布的关系．周期表的分区与原子的价电子排布的关系分区分区元素分布元素分布外外围电子排布子排布s区区ⅠⅠA、、ⅡⅡA族族ns1～～2p区区ⅢⅢA族～族～ⅦⅦA族、族、0族族ns2np1～～6d区区ⅢⅢB族～族～ⅦⅦB族、族、ⅧⅧ族族(n－－1)d1～～9ns1～～2(除除钯外外)ds区区ⅠⅠB族、族、ⅡⅡB族族(n－－1)d10ns1～～2f区区镧系、系、锕系系(n－－2)f0～～14(n－－1)d0～～2ns2三、元素周期律三、元素周期律1．原子半径．原子半径(1)原子半径的周期性变化原子半径的周期性变化元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小逐渐减小(稀有气体元素除外稀有气体元素除外)，同主族元素从上到下，，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大．原子半径逐渐增大．(2)(2)微粒半径比较微粒半径比较在中学要求的范围内可按在中学要求的范围内可按““三看三看””规律来比较微粒半径规律来比较微粒半径的大小．的大小．““一看一看””电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大．半径越大．““二看二看””核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小．半径越小．““三看三看””核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大．核外电子数越多，半径越大．(3)判断微粒半径大小的规律判断微粒半径大小的规律①同周期从左到右，原子半径依次减小同周期从左到右，原子半径依次减小(稀有气体元素除稀有气体元素除外外)．．②同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大．同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大．③阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如应的原子半径，如r(Na＋＋)r(Cl－－)>r(K＋＋)>r(Ca2＋＋)．．⑤不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，如如r(Fe2＋＋)>r(Fe3＋＋)，，r(Cu＋＋)>r(Cu2＋＋)．．2．电离能、电负性．电离能、电负性(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子转化为个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量．气态基态正离子所需要的最低能量．①①电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原性越强．性越强．②②镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大．一电离能大．(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大 小．小． ①电负性越大，非金属性越强，反之越弱．电负性越大，非金属性越强，反之越弱． ②电负性的变化规律是：同周期从左到右，元素的电负性电负性的变化规律是：同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小．逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小．因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角．性小的元素位于元素周期表的左下角．③在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的元素是铯．短周期元素中电负性最小的是钠．小的元素是铯．短周期元素中电负性最小的是钠． ④金属的电负性一般小于金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于，非金属的电负性一般大于1.8.而位于非金属三角区边界的而位于非金属三角区边界的““类金属类金属””的电负性则在的电负性则在1.8左右，左右，它们既有金属性，又有非金属性．它们既有金属性，又有非金属性． ⑤用电负性判断化学键的类型用电负性判断化学键的类型一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差值小于性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键．，它们之间通常形成共价键． 3．元素性质递变规律．元素性质递变规律项目目同周期同周期(从左从左→→右右)同主族同主族(从上从上→→下下)原子核外原子核外电子排布子排布电子子层数相同，最外数相同，最外层电子数逐子数逐渐增多，增多，1→→7(第一周期第一周期1→→2)最外最外层电子数相子数相同，同，电子子层数数递增增原子半径原子半径逐逐渐减小减小(0族除外族除外)逐逐渐增大增大项目目同周期同周期(从左从左→→右右)同主族同主族(从上从上→→下下)元素主要元素主要化合价化合价最高正价由＋最高正价由＋1→→＋＋7，最低，最低负价由－价由－4→→－－1最高正价＝主族序数，非最高正价＝主族序数，非金属最低金属最低负价＝主族序数价＝主族序数－－8原子得、原子得、失失电子能力子能力得得电子能力逐子能力逐渐增增强强失失电子能力逐子能力逐渐减弱减弱得得电子能力逐子能力逐渐减弱减弱失失电子能力逐子能力逐渐增增强强项目目同周期同周期(从左从左→→右右)同主族同主族(从上从上→→下下)元素的第一元素的第一电离能离能呈增大的呈增大的趋势逐逐渐减小减小元素的元素的电负性性逐逐渐增大增大逐逐渐减小减小元素金属性、元素金属性、非金属性非金属性金属性逐金属性逐渐减弱减弱非金属性逐非金属性逐渐增增强强金属性逐金属性逐渐增增强强非金属性逐非金属性逐渐减弱减弱4．对角线规则．对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如素的有些性质是相似的，如 .[例例1]　有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如　有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述下表所述.元素元素结构、性构、性质等信息等信息A是短周期中是短周期中(除稀有气体外除稀有气体外)原子半径最大的元素，原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反元素的某种合金是原子反应堆的堆的导热剂BB与与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C元素的气元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷化物极易溶于水，可用作制冷剂D是海水中除是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其、氧元素外含量最多的元素，其单质或或化合物也是自来水生化合物也是自来水生产过程中常用的消毒程中常用的消毒杀菌菌剂请根据表中信息填写：请根据表中信息填写：(1)A原子的核外电子排布式原子的核外电子排布式________________________．．(2)B元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置__________________________；离；离子半径：子半径：B________A(填填““大于大于””或或““小于小于””)．．(3)C原子的电子排布图是原子的电子排布图是________，其原子核外有，其原子核外有________个个未成对电子，能量最高的电子为未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道上的电子，其轨道呈轨道呈________形．形．(4)D原子的电子排布式为原子的电子排布式为____________________，，D－－的结构的结构示意图是示意图是________．．(5)B的最高价氧化物对应的水化物与的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为水化物反应的化学方程式为______________________，与，与D的的氢化物的水化物反应的化学方程式为氢化物的水化物反应的化学方程式为________________________．．[名师精析名师精析]　根据题中信息可推出：　根据题中信息可推出：A为为Na，，B为为Al，，C为为N，，D为为Cl.(1)Na原子核外电子排布式为原子核外电子排布式为1s22s22p63s1.(2)B为为Al，其在元素周期表中的位置为第，其在元素周期表中的位置为第3周期第周期第ⅢⅢA族，族，Na＋＋与与Al3＋＋核外电子排布相同，核电荷数核外电子排布相同，核电荷数Al3＋＋大于大于Na＋＋，故，故r(Al3＋＋)Mg>Ca，最小范围应为，最小范围应为0.93～～1.57.(6)因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力的大小，所以电因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力的大小，所以电负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强，反之金负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强，反之金属性越强．属性越强．(7)AlCl3中中Al与与Cl的电负性差值为的电负性差值为1.55，根据信息，电负性差值，根据信息，电负性差值若小于若小于1.7，则形成共价键，所以，则形成共价键，所以AlCl3为共价化合物．离子化为共价化合物．离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物不能导电．不能导电．[答案答案]　　(1)Na　　Mg　　(2)从上到下依次减小从上到下依次减小(3)第第5　　ⅠⅠA　　(4)两　两　Be(OH)2＋＋2H＋＋======Be2＋＋＋＋2H2O，，Be(OH)2＋＋2OH－－======BeO ＋＋2H2O　　(5)0.93～～1.57(6)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(7)Al元素和元素和Cl元素的电负性差值为元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，，所以形成共价键，为共价化合物　将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如为共价化合物　将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物．果不导电，说明是共价化合物．电离能大小的比较电离能大小的比较 元素的第一电离能，同周期从左到右有增大趋势，元素的第一电离能，同周期从左到右有增大趋势，但要注意第但要注意第ⅡⅡA族和第族和第ⅢⅢA族的反常，如族的反常，如Be>B，，Mg>Al；第；第ⅤⅤA族和第族和第ⅥⅥA族的反常，如族的反常，如N>O，，P>S.同主族从上到下逐同主族从上到下逐渐减小．渐减小．3．（双选）．（双选）X、、Y为两种元素的原子，为两种元素的原子，X的阴离子与的阴离子与Y的阳离的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知子具有相同的电子层结构，由此可知 (　　　　)A．．X的原子半径大于的原子半径大于Y的原子半径的原子半径B．．X的电负性大于的电负性大于Y的电负性的电负性C．．X的氧化性大于的氧化性大于Y的氧化性的氧化性D．．X的第一电离能小于的第一电离能小于Y的第一电离能的第一电离能解析：解析：根据根据““X的阴离子与的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结的阳离子具有相同的电子层结构构””可知可知X元素和元素和Y元素的位置如图元素的位置如图 ，即，即Y位于位于X的下一个周期，且的下一个周期，且X为非金属元素，为非金属元素，Y为金属元素．所以为金属元素．所以原子半径：原子半径：X＜＜Y；电负性：；电负性：X＞＞Y；氧化性：；氧化性：X＞＞Y；第一；第一电离能：电离能：X＞＞Y.答案：答案：BC4．美国．美国““海狼海狼””号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，下列关于合金作载热介质，下列关于Al、、Na原子结构的分析中原子结构的分析中正确的是正确的是 (　　　　)A．原子半径：．原子半径：Al＞＞NaB．第一电离能：．第一电离能：Al＞＞NaC．电负性：．电负性：Na＞＞AlD．基态原子未成对电子数：．基态原子未成对电子数：Na＞＞Al解析：解析：根据元素周期律，原子半径根据元素周期律，原子半径Na＞＞Al，电负性，电负性Na＜＜Al，，Al基态原子为基态原子为[Ne]3s23p1，，Na基态原子为基态原子为[Ne]3s1，故未，故未成对电子数相等．成对电子数相等．答案：答案：B点击下图进入点击下图进入““针对训练针对训练 测与评测与评””。