【步步高】(全国)2017版高考化学一轮复习第12章物质结构与性质(选考)第39讲原子结构与性质讲义精要.doc

第39讲 原子结构与性质 考点一　原子核外电子排布原理 1．能层、能级与原子轨道 (1)能层(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能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 (2)能级：同一能层里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，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即：E(s)E(p)E(d)E(f)。 (3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。 原子轨道 轨道形状 轨道个数 s 球形 1 p 哑铃形 3 特别提醒　第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。 2．基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。 如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图： 注意：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。 (2)泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。 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，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或 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。 3．基态、激发态及光谱示意图 深度思考 1．完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系 能层 一 二 三 四 五 … 符号 K L M N O … 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … … 最多容纳电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … … 2 8 18 32 … 2n2 特别提醒　(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(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．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 N 1s22s22p3 [He]2s22p3 Cl 1s22s22p63s23p5 [Ne]3s23p5 Ca 1s22s22p63s23p64s2 [Ar]4s2 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 [Ar]3d64s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 [Ar]3d104s1 As 1s22s22p63s23p63d104s24p3 [Ar]3d104s24p3 特别提醒　(1)当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n－1)d，np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，正确； Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。 (2)在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是[X]＋价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)。 3．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．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__________。 答案　③⑤ 解析　①、④不符合能量最低原理；②不符合洪特规则。 2.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→1s22s22p63s23p1 B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2 C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3 D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1 答案