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物质结构与性质(选考) 第1讲 原子结构与性质 基础盘点 一、原子核外电子排布及表示方法 自我诊断 1.请写出下列原子的电子排布式。 （1）N： （2）Cl: （3）Ca: （4）Fe: 答（1）1s22s22p3 （2）1s22s22p63s23p5 （3）1s22s22p63s23p64s2 （4）1s22s22p63s23p63d64s2,基础回归 1.能层、能级及其最多容纳电子数的关系,2.原子轨道 电子云轮廓图给出了电子在 的区域。 这种电子云轮廓图称为原子轨道。 第1电子层：只有s轨道。 第2电子层：有s、p两种轨道。 第3电子层：有s、p、d三种轨道。,核外经常出现,纺锤形,球形,1,3,3.构造原理 构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造 原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电 子排布式。,随着 的递增，基态原子的核外电子 按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p, , , , , , ,4d,5p该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。 4.原子核外电子排布规律 （1）能量最低原理 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的 能量处于最低状态。 基态原子： 。当基态原子 能量后，电子会 ，变成 原子。,原子核电荷数,3s,3p,4s,3d,4p,5s,处于最低能量的原子,吸收,跃迁到较高能级,激发,态,（2）泡利原理 一个原子轨道最多容纳 个电子，而且 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 ，而且 相同。,2,自旋状态,单独占据一个轨道,状态,自旋,易错警示 洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全满 （如p6、d10）、半满（如p3、d5）和全空（p0、 d0）状态时，体系的能量最低，如:24Cr的电子 排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半 充满状态)；29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p6 3d104s1（3d10为全充满状态，4s1为半充满状态）。,二、元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律 自我诊断 2.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下： 1s22s22p63s23p4; 1s22s22p63s23p3; 1s22s22p3; 1s22s22p5。,则下列有关比较中正确的是 （ ） A.第一电离能： B.原子半径： C.电负性： D.最高正化合价：=,A,基础回归 1.电离能 （1）第一电离能：气态电中性基态原子 转化为气态基态正离子所需要的最低能量。 （2）元素第一电离能的意义：元素的第一电离能 可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。 第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子， 该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越 大，原子越难失去一个电子。,失去一个,电子,（3）变化规律： 同一周期从左到右元素的第一电离能呈 的 趋势，但某些地方出现曲折变化，如 , , , 。 同一族从上到下元素的第一电离能 。 2.电负性 （1）键合电子：原子中用于形成 的电子。 （2）电负性：用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小。 （3）意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸 引力越大，非金属性越强。故电负性的大小可用来 衡量元素非金属性和金属性的大小。,增大,Be,B,N,O,Mg,Al,P,S,变小,化学键,键合电子,（4）变化规律 同周期从 到 元素的电负性逐渐增大。 同主族从上到下元素的电负性逐渐 。 （5）应用 判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属 的电负性1.8;金属的电负性1.8;类金属的电负性 在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。 判断化学键的类型：元素的电负性差值大于1.7， 它们之间通常形成离子键；元素的电负性差值小 于1.7，它们之间通常形成共价键。,左 右,变小,要点精讲 要点一 表示原子结构和组成的常见化学用语 1.原子结构示意图 可表示核外电子的分层排布和核内质子数,如 。 2.电子式 可表示原子最外层电子数目，如 。 3.核素符号 侧重表示原子核的组成，它告诉人们该原子核内 的质子数和质量数,并推及中子数和核外电子数， 如 O。,4.电子排布式 （1）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。例如：K：1s22s2 2p63s23p64s1。 （2）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加方括号表示。例如：K: Ar4s1。 （3）有少数元素的基态原子的电子排布相对于构 造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨 道在全充满（如p6和d10）、半充满（如p3和d5）和 全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原 子较稳定。,例如：,Cr:1s22s22p63s23p63d44s2() Cr:1s22s22p63s23p63d54s1(),Cu:1s22s22p63s23p63d94s2() Cu:1s22s22p63s23p63d104s1(),5.电子排布图 用方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电 子，如氮原子的电子排布图为：,特别提醒 到目前为止，我们学过的表示原子结构 的化学用语有多种，它们各有不同的侧重。 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 。 核组成式：如 O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数 以及质量数，并不能反映核外电子的排布情况。 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。,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。,归纳总结 （1）在作基态原子的电子排布图时，常 出现以下几种错误。 （违反泡利原理） （违反洪特规则） （违反洪特规则） （2）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。,迁移应用1 下列各种基态原子的核外电子排布式 中，正确的是 ( ) A.1s22s12p1 B.1s22s22p33s1 C.1s22s22p63s14s1 D.1s22s22p63s23p64s1,D,要点二 元素周期律 1.概念 元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。 2.实质 元素周期律的实质是元素原子结构的周期性变化 必然引起元素性质的周期性变化。 3.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 元素的某些性质相似，如Li和Mg,Be和Al。,特别提醒 在比较元素的第一电离能时，要注意第A 族和第A族较同周期相邻元素的第一电离能都大。 典例导析2 如表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题（用元素符号填空）：,周期,族,（1）写出下列元素符号及其原子的电子排布式： , , , 。 （2）在中电负性最大的元素是 ， 第一电离能最小的元素是 （填元素符号）。 （3）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 （填化学式，下同），碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 ， 写出三者之间两两相互反应的离子方程式： 。 （4）在这些元素中，原子半径最小的是 （填元素符号）。,答案 （1）N,He2s22p3 Si,Ne3s23p2 S,Ne3s23p4 Cl,Ne3s23p5 (2)F Na (3)HClO4 KOH Al(OH)3 H+OH- H2O,3H+Al(OH)3 Al3+3H2O, OH-+Al(OH)3 AlO +2H2O (4)F,迁移应用3 下列说法中正确的是 ( ) A.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小 B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C.在所有元素中，氟的第一电离能最大 D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大,解析 同周期中碱金属元素的第一电离能最小,稀 有气体元素最大，故A正确，C不正确；由于Mg为 3s2而Al为3s23p1,故铝的第一电离能小于镁的；D中 钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D 不正确。 答案 A