高中化学竞赛辅导资料(精编版)

根据现代原子结构理论，电子在原子核外高速运动，没有一定的轨道。因此，电子在原子核外移动，就像一团负电荷包裹着一个带正电的原子核。因此，原子核外的电子运动通常被比作电子云。原子结构理论进一步指出，原子核外的电子在不同的层上移动，这些层被称为电子层。电子层被分成几个子层。子层具有不同的轨迹。在每个轨道上运动的电子有两种不同的自旋。电子层、子层、轨道和自旋这四个方面决定了核外电子的运动状态。不同元素的原子核外有不同数量的电子。这些电子是如何排列在原子核外不同的电子层、子层和轨道中的？原子结构理论指出，原子核外电子的排列遵循三个定律，即泡利不相容原理、最小能量原理和洪特法则，它们可以写出不同元素的电子排列。以上是对核外电子运动和排列的一般描述。这部分内容还应重点关注以下几点：1 .就电子云的含义而言，电子云是一种图像隐喻，它利用宏观现象来想象微观世界。电风扇通常只有三个叶片，但是当它们高速旋转时，它们看到的是云雾，就像叶片变成了云一样。电子在原子核外的运动速度非常快，没有明确的轨迹，所以人们可以想象电子的运动“融化”成一团云，一团带负电荷的云。因此，电子云不是一个实质性的云，不能理解为由许多电子组成的云。应该指出的是，氢原子核外只有一个电子，这仍然可以用电子云来描述。电子云通常由许多小黑点用图形表示。有密集小黑点的地方意味着在单位体积的地方会有更多的电子发生器(或更高的概率密度)。电子云图上的一个小黑点没有任何意义。2.电子层、子层和轨道的含义电子层代表两种含义：一方面，电子与原子核之间的平均距离不同，另一方面，电子的能量也不同。k，l，m，n，o，p.从电子到原子核的平均距离依次增加，电子的能量依次增加。(2)子层也表示两层含义：一方面，它表示电子云的形状不同，S电子云是以原子核为中心的球形，P电子云是以原子核为中心的固着哑铃形，D电子云和F电子云的形状更复杂；另一方面，这意味着由于不同的能量，S，P，D和F的电子能量依次增加。(3)轨道被称为在某一电子层上具有某种形状和延伸方向的电子云所占据的空间中的轨道。轨道的含义可以这样理解。轨道是指三维空间；它是原子核外电子云占据的特定空间。该空间的大小和形状分别由电子层和子层决定。除了S电子云是球形的以外，其他子层中的所有电子云都有方向，并且在几个方向上有几个特定的空间，也就是说，有几个轨道。因此，轨道可以说是一个特定的空间，在每个S子层和核外的其他子层的每个方向上被电子云占据。每个原子核外有许多电子层和子层，因此，每个原子核外有许多轨道。P、D和F子层中的电子云分别有3、5和7个扩展方向。因此，分别有3、5和7个轨道：3 P轨道、5 D轨道和7 F轨道。他们的能量完全一样。电子云的形状基本相同。3.能级的概念在电子层、子层、轨道和自旋四个方面，电子层和子层都与电子能量有关。因此，原子核外的电子能量可以通过结合电子层和子层来表示。原子核外电子的能量是不连续的，但从低到高，就像台阶一样，每个能级被称为能级。因此，1s、2s、2p.每个代表一个能级。一些学生认为氢原子只有一个电子，因此只有一个电子层。事实上，正确的解释是氢原子像所有其他原子一样，可以有许多电子层，这些电子层被分成几个子层和轨道。只有在正常情况下，氢原子的这个电子才处于低能1s轨道，这叫做基态。当一个电子从外部吸收能量时，氢原子的这个电子可以跃迁到更高的能级。氢核的外能级从低到高的顺序是：1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s.然而，对于原子核外有多个电子的原子，外部能级的顺序不同于氢原子。一般来说，多电子核的外能级从低到高的顺序是：1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p.这种现象被称为能级交错。5.电子排列公式和轨道表达式可以根据核外电子排列的三个规律写出各种元素的核外电子排列。有两种方式来表达原子核外的电子构型：电子排列和轨道表达。(1)写入电子排列时，核外电子的能级由低到高排列，然后根据泡利不相容原理和最低能原理将电子填充到每个能级中。错误的电子排列违反了泡利不相容原理或低能原理。例如，将元素原子的电子排列写成1s22s22p33s1违反了最低能量原理，而将它写成1s22s32p3违反了泡利不相容原理。最重要的电子排列是外层，它可以被所谓的“原子现实”所取代。原子实际上是元素电子排列的一部分，对应于高周期惰性气体原子。例如，氯元素的电子排列公式是氖3s23p5。一种甚至不写原子的电子排列被称为原子的特征电子构型或价电子构型。对于每个子组元素，特征电子构型是最外层电子构型加上外层D电子(或F电子)的排列。中学课本被称为外围电子配置。(2)轨道表达式是用方框或圆圈来表示轨道，在每个轨道上用上下箭头来表示自旋不同的电子。在编写轨迹表达式时，应特别注意不要违反洪水规则。6.Hount规则的特例，猎犬规则，是当电子被安排在相同的能量轨道时所遵循的规则。指出当电子排列在等能量轨道(如三个P轨道)上时，它们将尽可能占据所有轨道并具有相同的自旋方向。这种排列的原因是它使整个原子的能量最小化。根据亨特定律，人们得出结论，当等能量轨道是半满(p3，d5，f7)、满满(p6，d10，f14)和满空(p0，d0，f0)时，原子的总能量可以处于相对较低的状态。这是亨特法则的一个特例。因此，铬的特征电子构型变为3d54s1(而不是3d44s2)。第二，元素周期表中元素性质逐渐变化的规律。第二，在中学化学教科书中详细解释了元素周期表中元素性质的逐渐变化规律。元素的金属和非金属性质、元素的化合价、原子半径等的渐变规律。这里有一些元素的附加属性。1.电离势对于多电子原子，将基态的气态原子转变成一价气态阳离子所需的能量称为第一电离势，通常用符号I1表示。一个1价气态阳离子失去另一个电子成为2