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第一章 原子结构与性质第一节 原子结构相关知识回顾（必修2）1. 原子序数：含义： （1） 原子序数与构成原子的粒子间的关系：原子序数 。（2）氧原子组成的表示方法a. 原子符号： 188O b. 原子结构示意图： c.电子式： （3）符号 表示的意义： A B C D E （4）特殊结构微粒汇总：无电子微粒 无中子微粒 2e-微粒 8e-微粒 10e-微粒18e-微粒 2. 元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行，叫族。（2）结构： 各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 短周期 第二周期 第三周期 周期 （共七个） 短周期 第四周期 第五周期 第六周期 不完全周期 第七周期 族 族序数 罗马数字 用表示；主族用 A 表示；副族用 B 表示。主族 7个族（共 个）副族 7 个第VIII族是第8、9、10纵行零族是第 18 纵行 阿拉伯数字：1 2 3 4 5 6 7 8罗马数字： I II III IV V VI VII VIII （3）元素周期表与原子结构的关系：周期序数 电子层数 主族序数 原子最外层电子数元素最高正化合价数(4)元素族的别称：第A族：碱金属 第IA族：碱土金属第A 族：卤族元素 第0族：稀有气体元素 3、 有关概念：（1） 质量数： （2） 质量数（ ） （ ） （ ）（3） 元素：具有相同 的 原子的总称。（4） 核素：具有一定数目的 和一定数目 的 原子。 （5） 同位素： 相同而 不同的同一元素的 原子，互称同位素。（6） 同位素的性质：同位素的化学性质几乎完全相同 在天然存在的某种元素里，无论是游离态还是化合态，各种元素所占的百分比是不变的。（7） 元素的相对原子质量：a、 某种核素的相对原子质量b、 元素的相对原子质量: 4、元素周期律：（1） 原子核外电子的排布：电子层 。 分别用n 或 来表示从内到外的电子层。（2）排布原理：核外电子一般总是尽先从 排起，当一层充满后再填充 。5、判断元素金属性或非金属性的强弱的依据金属性强弱非金属性强弱1、最高价氧化物对应水化物碱性强弱最高价氧化物对应水化物酸性强弱2、与水或酸反应，置换出H的易难与H2化合的难易及气态氢化物的稳定性3、活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属活泼非金属单质能置换出较不活泼非金属单质6、 比较微粒半径的大小 一看电子层数，电子层数越多，原子半径越大. 二看核内质子数，质子数越多，原子半径越小。 三看最外层电子数，最外层电子数越多，原子半径越大。练习：比较下列微粒半径大小： H Li Na K Na+ Na; Na Mg Al Cl Cl S2- Cl- K+ Ca2+7 核外电子排布的一般规律 (1)核外电子总是尽量先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。 (2)原子核外各电子层最多容纳 个电子。 (3)原子最外层电子数目不能超过 个(K层为最外层时不能超过2个电子)。 (4)次外层电子数目不能超过 个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数目不能超过 个。 说明：以上规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如；当M层是最外层时，最多可排8个电 子；当M层不是最外层时，最多可排18个电子一、 开天辟地原子的诞生1.大爆炸宇宙学模型及原子的诞生现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的 、少量的 以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。2.宇宙的组成与各元素的含量 氢(H):占宇宙原子总数的88.6% 合起来约占字窗原子宇宙 氮(He):约为氢原子数的1/8 总数的99.7%以上 其他:90多种天然元素的原子总数加起来不足1% 至今，所有恒星(包括太阳)仍在合成元素。3.元素的分类 地球的年龄已有46亿年，地球上元素的分类为: 非金属元素:22种(包含稀有气体) 金属元素:占绝大多数注意:(1)古希腊哲学家提出原子是构成物质的最小粒子，不可再分。今天来看这种观点是错误的。(2)19世纪初英国化学家道尔顿创立了较科学的化学原子论。但他认为原子是实心球体以及每一种元素有一种原子等观点都是不科学的。(3)原子的基本性质有:原子的核电荷数(质子数)、中子数、电子数、原子半径、原子质量、核外电子的运动状态及排布、电负性、电离能等二、 能层与能级1 能层（1） 分类依据：多电子核外原子的 是不同的，按 差异，可以将核外电子分成不同的能层。（2） 表示方法及各能层最多容纳的电子数 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号最多电子数离核远近能量高低（3）每一层最多能容纳的电子数为 。2.能级（1）分类依据：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能 ，还可以把它们分成 。分别用 表示。注意：不同能层所含的能级数与其能层序数相同，如第三能层（M层）有三个能级，分别为s、p、d。第四能层（N层）有四个能级，分别为s、p、d、f。（2）表示方法及各能级最多容纳的电子数,s、p、d、f能级最多可容纳的电子数依次为1、3、5、7的两倍，且不同能层的相同类型的能级最多能容纳的电子数相同。能层 K L M N能级最多电子数三、 构造理论 设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这些电子大多是以下顺序填充到各能级中：1s、2s、2p、3s、3p、4s、 、4p、5s、 、5p、6s、 、 、6p、7s填满一个能级再填一个新能级。这个排列顺序称为构造理论。也可用下图表示：1. 不同能级能量高低的比较：（1） 不同能层中电子云形状相同的能级，能层序数越大能量越高。 例如：1s2s3s, 2p3p4p（2） 同一能层中，各能级之间的能量大小关系是nsnpndnf(n4)。（3） 构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，有如下关系：ns(n-2)f(n-1)dnp。2能级交错现象：从上图可以看出，不同能层的能级有“能级交错”现象。原因是由于电子之间存在着斥力，从而减弱了原子核对外层电子的吸引力，致使能级出现交错现象。3电子按着构造原理排布，会使整个原子处于能量最低最稳定状态。4核外电子排布的表示方法:如nsx,n代表能层，s代表能级，x代表该能级上的电子数。练习：写出下列原子的电子排布式3Li、8O、16S、 19K、26Fe、32Ge、24Cr、39Cu注意：（1） 电子排布式的书写顺序与电子排布顺序有所不同，电子进入能级的顺序是按照构造原理中能级的能量递增顺序。而电子排布式的书写则以能层由低到高的顺序，能层中的能级按s、p、d、f能量递增的顺序排列。（2） 少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有一个电子的偏差，因为能量相同的原子在全充满（如p6和d10）、半充满(如p3和d5)或全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。练习：26Fe的电子排布式： 4简化电子排布式：如：Na Ne3s1 Cl Ne3s23p5 K Ar4s1方括号里的符号的意义是该元素前一个周期的惰性气体电子排布的结构，成为“原子实” 四、 能量最低原理、基态与激发态、光谱1.能量最低原理 原子的电子排布遵循 能使整个原子的能量处于 ，简称能量最低原理。2基态与激发态（1）基态原子：处于 能量的原子叫做基态原子。（2）激发态原子：当 原子的电子 能量以后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 吸收能量 基态原子 激发态原子 释放能量 如：电子从1s能级跃迁到2s、2p等能级需要吸收能量，而从较高能级如2s、2p跃迁到1s时，则会放出能量。光是电子释放能量的一种重要形式。在日常生活中，我们所看到的灯光、激光、霓虹灯光、焰火等现象都是原子核外电子发生跃迁释放能量的结果。 3光谱（1）光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放 ，若用光谱仪摄取各种元素的电子的 或 ，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。(2)光谱分析:不同元素的 都是特定的，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。光谱仪可以测量物质发射或吸收的光的波长，拍摄各种光谱图，光谱图就像指纹辨人一样，可以辨别形成光谱的元素。人们还用光谱分析曾发现了许多元素，如铯、氦、稼、锢等元素。 五、 电子云 1.电子运动的特点： (1)质量非常的小（电子质量仅为9.110-31kg） (2)运动速度很快（如在1000V电压下加速德电子的速度可达1.9107ms-1） (3)不能同时准确地测定它的位置和速度 2电子云 （1）概念：电子云是处于一定 的电子在原子核外空间的 形象化描述。 电子云图的意义： a. 电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次b. 黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率的大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小;点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。 c. 离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集。如2s电子云比1s电子云更扩散。（2）电子云轮廓图：为了表示 的形状，对核外电子的 有一个形象 化的简便描述，把电子在原子核外空间出现概率 的空间圈出来，即为电子云轮廓图。3.原子轨道（1）定义： 称为一个原子轨道。 即电子云的轮廓图（电子出现的概率约为90%的空间）（2）原子轨道的形状 a. S的原子轨道是球形的，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 能量E1S E2S E3S b. P的原子轨道是哑铃形的，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。P原子轨道的平均半径也随能层序数增大而增大。 c. 能级与原子轨道数和容纳的电子数的关系能级 S p d f原子轨道数容纳的电子数 4原子核外电子的轨道表示式每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，在同一轨道中的两个电子称为电子对，用方向相反的箭头表示。原子轨道用方框