知道原子核外电子的能级分布能用电子排布式表示常见元.ppt

1了解原子核外电子的运动状态。 2了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。 3能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 4知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。,5认识原子结构与元素周期表的关系，了解元素周期表的应用价值。 6初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现具有预期性的新物质。,1本章内容较抽象，复习时应以基础知识的理解为主。 2运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。 3能通过分析电离能、电负性的图象或数据，理解元素性质的递变和元素周期律。 4结合必修课中关于元素“位构性”知识，综合应用核外电子排布规律，解决元素推断题。,一、原子结构 1能层与能级 能级的符号和所能容纳的最多电子数,2构造原理与电子排布式 (1)构造原理 随着原子 ，绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。,核电荷数的递增,(2)电子排布式构造原理的应用 根据构造原理，按照能级顺序，用能级符号 的数字表示该能级上 的式子，叫做电子排布式。例如，Na： 。,右上角,排布的电子数,1s22s22p63s1,3基态与激发态、光谱与光谱分析 (1)基态与激发态：处于 的原子叫做基态原子，当基态原子的电子 能量后，电子会 到较高能级，基态原子变成激发态原子。 (2)光谱与光谱分析 光谱：不同元素的电子发生跃迁时会吸收或释放 ，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或 ，总称原子光谱。 光谱分析：现代化学中，常利用原子光谱上的 来鉴定元素，称为 。,最低能量,吸收,跃迁,不同的光,发射光谱,特征谱线,光谱分析,4电子云与原子轨道 (1)电子云：现代量子力学指出，不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态(如1s,2s,2p)的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，而只能确定它在原子核外各处 ， 图看起来像一片云雾，被形象地称为电子云。 (2)原子轨道 概念：常把电子出现的 的空间圈出来，这种电子云的轮廓图称为原子轨道。,出现的概率,核外电子的概率,90%,形状,(3)泡利原理和洪特规则 泡利原理 条件：当电子在 排布时； 结论：1个轨道里最多容纳 ，且 相反。 洪特规则 条件：当电子排布在 时； 结论：总是优先 ，而且 相同。 基态原子的核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则： 、 、 。,同一原子轨道,2个电子,自旋方向,能量相同的轨道上,分占不同的轨道,自旋方向,能量最低原理,泡利原理,洪特规则,二、原子结构与元素周期表 1每一周期的元素数目 随着周期序号的递增，金属元素数目逐渐 ，非金属元素数目逐渐 。,增多,减少,2各区元素性质及原子外围电子排布的特点,金属,非金属,金属,ns2np1ns2np6,ns1ns2,AA,BB,(n1)d10ns1,(n1)d10ns2,三、原子半径、电离能和电负性的周期性变化规律 1原子半径 原子半径r的大小取决于电子的 和 两个因素，电子的能层越多，则电子间的负电排斥 ，使原子半径 ；核电荷数越大，则核对电子的引力 ，使原子半径 。,能层数,核电荷数,越大,增大,越大,越小,2第一电离能 (1)概念： 原子失去一个电子转化为 所需要的 。单位： 。 (2)第一电离能的递变规律 同一周期随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈递增的趋势。 的第一电离能最小， 的第一电离能最大。同一主族随着电子层数的 ，元素的第一电离能逐渐 。,气态电中性基态,气态基态正离子,最低能量,kJmol1,每个周期第一种元素,最后一种元素,减小,递增,3电负性 (1)含义：用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小。 (2)递变规律 同周期元素从左往右，电负性 ，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。同主族元素从上往下，电负性逐渐 ，表明元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。,键合电子,逐渐变大,变小,增强,减弱,考点一 核外电子的运动状态及排布规律 例1下列表达方式错误的是 ( ),解析解答该题应弄清核外电子排布原理及各种表示方法的不同点，Na的轨道表示式中电子违反了泡利原理。 答案A,1各原子轨道的能量高低 多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在以下规律： (1)相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf。 (2)形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s (3)电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等。,2各电子层包含的原子轨道和可容纳的电子数 3.电子层与原子轨道的类型、原子轨道数目的关系 有n个电子层就有n2个原子轨道，如有3个电子层就有(3s、3p、3d)9个轨道，只是不同的轨道有不同的伸展方向，处在n电子层上的原子轨道类型为ns，np，nd,(4)电子排布图(轨道表示式) 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如氧元素基态原子的电子排布如图所示： 。,1下列是某些原子的电子排布式，其中处于基态的是 ( ) A1s22s22p3 B1s22s22p63s23p63d2 C1s22s22p63s23p64s2 D1s22s22p33s1,解析处于基态的原子，其核外电子排布遵循能量最低原理，即按照构造原理，先排能量低的轨道，待能量低的轨道排满后，再排能量稍高的轨道。能量从低到高的顺序是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d。按照这个顺序分析题目中的四个选项：选项A是按照1s2s2p的顺序，所以A表示的原子处于基态；B是按照1s2s2p3s3p3d的顺序，而3d能级上的电子能量比4s能级上的电子能量高，所以3d能级上的两个电子是从4s能级的原子轨道中吸收能量后跃迁过来的，故选项B表示的原子处于激发态；,选项C是按照1s2s2p3s3p4s的顺序，故C中电子排布式表示的是基态原子；选项D是按照1s2s2p3s，但p能级的3个原子轨道中没有填满电子，由此可见3s能级上的电子是从p能级中吸收能量后跃迁过来的，故选项D表示的是激发态的原子。 答案AC,2具有如下电子层结构的电子，其相应元素一定属于同一主族的是 ( ) A3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子 B3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子 C最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子,解析p能级有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据核外电子排布的泡利原理和洪特规则，当p能级上有2个电子和4个电子时，p能级上有2个未成对电子，所以相应元素可能是A族，也可能是A族，故A不符合题意；p能级上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层是4个电子，所以不管哪个能层都一样，最外层为4个电子，属于A族，故B符合题意；最外层电子排布为1s2的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者属于0族，故C不符合题意；最外层电子排布为2s2的原子是Be属于第A族，而最外层电子排布为1s2的原子是He属于0族，故D也是错误的。,答案B,解析B项应为Ne3s1，C项应为1s22s22p63s23p6 答案BC,考点二 电离能与电负性的应用 例2电离能是指气态原子或气态离子失去电子所需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，移去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依此类推。现有5种元素A、B、C、D、E，其中有三种金属元素，一种稀有气体元素，其I1I3分别如下表。 根据表中数据判断其中的金属元素有_，稀有气体元素有_，最活泼的金属是_，显2价的金属是_。,解析电离能越小，说明该原子越易失去电子，金属性越强；电离能越大，说明该原子越不易失去电子，非金属性越强。表中BCD三种元素的第一电离能相对比较小，应该属于金属；E元素的第一电离能最大，应该属于稀有气体元素；B元素的第一电离能最小，应该是所列的元素中最活泼的金属元素；D元素的第二电离能最小，且第三电离能最大，说明D元素的原子很容易失去2个电子，应该是显2价的金属元素。 答案BCD E B D,1电离能的应用 (1)判断元素的金属性与非金属性强弱： 一般元素的第一电离能越大，元素的非金属性越强，金属性越弱；元素的第一电离能越小，元素的非金属性越弱，金属性越强。 (2)化学键类型的判断：当两个电离能相差较大的元素原子成键时，一般为离子键；当两个电离能相差较小的元素原子成键时，一般为共价键。,2电负性的应用 (1)元素的电负性越大，其金属性越弱，非金属性越强；元素的电负性越小，其金属性越强，非金属性越弱。一般情况下，非金属元素的电负性在1.8以上，金属元素的电负性在1.8以下。 (2)在不同元素形成的化合物中，电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价。 (3)两种不同元素原子形成化学键时，一般其电负性差值大于1.7者形成离子键，小于1.7者形成共价键。,(4)元素周期表中“对角线规则”：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。,金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。 不能将电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。 共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。,1仔细观察下图中136号元素的第一电离能，比较分析元素第一电离能随着原子序数的递增怎样变化？,解析元素的第一电离能与元素原子的外围电子排布、核电荷数、原子半径有关。同一周期中，核电荷数增加，I1增大。但原子轨道上形成全空、半满和全满结构时，元素具有较大的第一电离能。同主族元素，原子半径越大，元素的第一电离能越小。 答案分析元素周期表中元素第一电离能的变化，可以发现：同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。,2已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性： 已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。,(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是_。 (2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？ Mg3N2 BeCl2 AlCl3 SiC 解析元素的电负性是元素的基本性质，且随着原子序数的递增呈周期性变化。根据已知条件及表中数值：Mg3N2电负性差值为1.8，大于1.7形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。,答案(1)随着原子序数的递增，元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化 (2)Mg3N2为离子化合物；SiC、BeCl2、AlCl3均为共价化合物。,例 下表为元素周期表前三周期的一部分。 (1)Y的基态原子的电子排布式为_。 (2)X的氢化物的沸点与W的氢化物的沸点比较：_(填化学式)，原因是_。,(3)选出X的基态原子的电子排布图_(填序号)，另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合_(填字母)。 A能量最低原理 B泡利原理 C洪特规则 (4)以上五种元素中，_(填元素符号，下同)元素第一电离能最大，_元素的电负性最大。,解析根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。 (1)根据构造原理可写出硫的基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p4。 (2)X、W的氢化物为NH3和PH3，因NH3分子之间可以形成氢键，故NH3的沸点、熔点显著升高，故沸点NH3PH3。 (3)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，因此N元素的基态原子的电子排布图为：,(4)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素，Ne元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一电子需要的能量最多，即第一电离能最大。氟是自然界中电负性最大的元素。 答案(1)1s22s22p63s23p4 (2)NH3 PH3 NH3分子之间可形成氢键，使NH3熔点、沸点明显升高 (3) C (4)Ne F,1下列图象表述的现象与电子的跃迁无关的是( ) 答案A,2下列原子的电子排布式能表示基态原子电子排布的是 ( ) ANe3s13p3 BAr3d64s1 CAr3d64s2 DNe3s23p63d5 解析此题考查基态原子核外电子的排布规律。A应为Ne3s23p2，B应为Ar3d54s2，D应为Ne3s23p63d34s2。 答案C,3下列各电子层中不包含d能级的是 ( ) AN电子层 BM电子层 CL电子层 DK电子层 解析本题考查学生对四个量子数的掌握情况。在一个多电子的原子中，对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3，(n1)，对应的符号为s、p、d、f。所以，当n1(K电子层)时，为s能级；当n2(L电子层时)，为s能级和p能级；当n3(M电子层)时，为s能级、p能级和d能级；当n4(N电子层)时，为s能级、p能级、d能级和f能级。 答案CD,4下列能级符号错误的是 ( ) A2s B3p C3d D3f 解析当n2时，有2s、2p两个能级；当n3时，有3s、3p、3d三个能级，没有3f。 规律：对多电子原子来讲，对于确定的n值，l共有n个值，对应符号从s能级至p能级、d能级、f能级共n个能级。 答案D,5多电子原子中，3s、3d、4p轨道能级次序为 ( ) A3s3d4p C3s4p3d D无法确定 解析此题考查多电子原子的鲍林近似能级图。根据能级图轨道能级次序应为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p，故A正确。 答案A,6下面各系列按电离能增加的顺序排列的是 ( ) AC、N、O BO、F、Ne CB、Be、Li DLi、Na、K 解析本题考查元素电离能变化规律。A项同周期电离能从左至右呈增大趋势，但第A族由于价电子构型为ns2np3，p轨道为半满稳定结构失电子较难，因而第一电离能反而大于同周期A族，因而应为I(C)A族；D项同主族从上至下电离能逐渐减小，故应为I(Li)I(Na)I(K)。,由于电离能变化具有特殊性，因而在做题时一定要注意是否涉及到上述同周期中A与A、A与A族元素间电离能的比较。 答案B,7短周期的两种元素A、B，其中A元素的原子最外层电子排布式为(n1)sn(n1)pn1，B元素的原子最外层电子排布式为(n1)sn(n1)pn3。试解答下列各题： (1)电子排布式中的n_；原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有_方向，原子轨道呈现_形。 (2)元素A 名称是_；元素B的名称是_；二者形成的化合物有_种，其中分子空间构型呈三角锥形的是_(写化学式)；形成这些化合物的化学键类型是_。,解析(1)根据构造原理，先填满ns能级，而s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n2，所以元素A的原子最外层电子排布式为3s23p3，元素B的原子最外层电子排布式为3s23p5，由此可知A、B分别是P、Cl两种元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知P、Cl原子的核外电子中的3p能级能量最高，p电子的原子轨道呈纺锤形，在空间伸展有三种互相垂直的方向。 (2)磷、氯元素可以形成PCl3和PCl5两种化合物，其中P原子是中心原子，三角锥形结构需要3个配位原子，故呈三角锥形空间结构的是PCl3；PCl键都是共价键。,答案(1)2 3p(写np也可以) 三种互相垂直的伸展 纺锤 (2)磷 氯 2 PCl3 共价键,8以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。,(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。 _ _ _。,解析直接观察原子结构示意图、电子排布式就可知道每一层的电子数。铁元素的常见化合价是3、2两种，由此可知铁原子参加化学反应时除了最外层的电子参与外，次外层的1个电子也参与。 答案(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。,9下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：,请回答下列问题： (1)以上10种元素中，第一电离能最小的是_(填编号)。