一、原子核外电子排布及表示方法1能层、能级及其最多容纳

1、一、原子核外电子排布及表示方法一、原子核外电子排布及表示方法1能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层能层(n)一一二二三三四四五五符号符号klmno能级能级(l)1s 2s 2p 3s 3p3d 4s 4p 4d 4f 5s 最多容纳最多容纳电子数电子数22626102610 142 2818322n22原子轨道原子轨道(1)s电子的原子轨道呈球形对称，电子的原子轨道呈球形对称，ns能级上各有能级上各有1个原子轨道个原子轨道(2)p电子原子轨道呈纺锤形，电子原子轨道呈纺锤形，np能级各有能级各有3个原子轨道，相互个原子轨道，相互 垂直垂直(3)nd能级各有能级

2、各有5个原子轨道个原子轨道(4)nf能级有能级有7个原子轨道个原子轨道3原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理(1)能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态原子轨道能量由低到整个原子的能量处于最低状态原子轨道能量由低到高的顺序为高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s、5f、6d(2)泡利原理：泡利原理：1个原子轨道里最多容纳个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方个电子，且自旋方向相反向相反(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是洪特

3、规则：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，且自旋方向相同优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同(4)特例特例有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子个电子的偏差因为能量相同的原子轨道在全充满的偏差因为能量相同的原子轨道在全充满(如如p6和和d10)、半、半充满充满(如如p3和和d5)和全空和全空(如如p0和和d0)状态时，体系的能量较低，状态时，体系的能量较低，原子较稳定原子较稳定4基态原子核外电子排布的表示方法基态原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图原子结构示意图(或称原子结构简图或称原子结构简图)可表示

4、核外电子分层排可表示核外电子分层排布和核内质子数，如布和核内质子数，如 .(2)电子式电子式可表示原子最外层电子数目，如可表示原子最外层电子数目，如(3)电子排布式电子排布式用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数，用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数，如如k：1s22s22p63s23p64s1.为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀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，如加方括号表示，如k：ar4s1.(4)轨道表示式轨道表示式(电子排布图电

5、子排布图)每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示如第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示二、原子结构与元素周期表的关系二、原子结构与元素周期表的关系1元素周期表中每周期所含元素种数的变化规律元素周期表中每周期所含元素种数的变化规律周期周期元素数目元素数目对应的原子轨道对应的原子轨道电子最大容量电子最大容量一一21s2二二82s2p8三三83s3p8四四184s3d4p18五五185s4d5p18六六326s4f5d6p32七七26(未完未完)7s5f6d(未完未完)未满未满2周期表的分区与原子

6、的价电子排布的关系周期表的分区与原子的价电子排布的关系分区分区元素分布元素分布外围电子排布外围电子排布s区区a、a族族ns12p区区a族族a族、族、0族族ns2np16d区区b族族b族、族、族族(n1)d19ns12(除钯外除钯外)ds区区b族、族、b族族(n1)d10ns12f区区镧系、锕系镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2三、元素周期律三、元素周期律1原子半径原子半径(1)原子半径的周期性变化原子半径的周期性变化元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小逐渐减小(稀有气体元素除外稀有气体元素除外)，同主族元素从上到下，同

7、主族元素从上到下，原子半径逐渐增大原子半径逐渐增大(2)(2)微粒半径比较微粒半径比较在中学要求的范围内可按在中学要求的范围内可按“三看三看”规律来比较微粒半径规律来比较微粒半径的大小的大小“一看一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大半径越大“二看二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小半径越小“三看三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大核外电子数越多，半径越大(3)判断微粒半径大小的规律判断微粒半径大

8、小的规律同周期从左到右，原子半径依次减小同周期从左到右，原子半径依次减小(稀有气体元素除稀有气体元素除外外)同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如应的原子半径，如r(na)r(na)，r(s)r(cl)r(k)r(ca2)不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，如如r(fe2)r(fe3)，r(cu)r(cu2)2电离能、电负性电离能、电负性(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去第一电

9、离能：气态电中性基态原子失去1个电子转化为个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量气态基态正离子所需要的最低能量电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原性越强性越强镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大一电离能大(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大 小小 电负性越大，非金属性越强，反之越弱电负性越大，非金属性越强，反之越弱

10、 电负性的变化规律是：同周期从左到右，元素的电负性电负性的变化规律是：同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，小因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角电负性小的元素位于元素周期表的左下角在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的元素是铯短周期元素中电负性最小的是钠小的元素是铯短周期元素中电负性最小的是钠 金属的电负性一般小于金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于，非金

11、属的电负性一般大于1.8.而位于非金属三角区边界的而位于非金属三角区边界的“类金属类金属”的电负性则在的电负性则在1.8左右，左右，它们既有金属性，又有非金属性它们既有金属性，又有非金属性 用电负性判断化学键的类型用电负性判断化学键的类型一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差值小于性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键，它们之间通常形成共价键 3元素性质递变规律元素性质递变规律项目项目同周期同周期(从左从左右右)同主族同

12、主族(从上从上下下)原子核外电原子核外电子排布子排布电子层数相同，最外层电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，电子数逐渐增多，17(第一周期第一周期12)最外层电子数相最外层电子数相同，电子层数递同，电子层数递增增原子半径原子半径逐渐减小逐渐减小(0族除外族除外)逐渐增大逐渐增大项目项目同周期同周期(从左从左右右)同主族同主族(从上从上下下)元素主要元素主要化合价化合价最高正价由最高正价由17，最低负价由最低负价由41最高正价主族序数，最高正价主族序数，非金属最低负价主族非金属最低负价主族序数序数8原子得、原子得、失失电子能力电子能力得电子能力逐渐增强得电子能力逐渐增强失电子能力逐渐减弱失电子能

13、力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱失电子能力逐渐增强失电子能力逐渐增强项目项目同周期同周期(从左从左右右)同主族同主族(从上从上下下)元素的第一电元素的第一电离能离能呈增大的趋势呈增大的趋势逐渐减小逐渐减小元素的电负性元素的电负性逐渐增大逐渐增大逐渐减小逐渐减小元素金属性、元素金属性、非金属性非金属性金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱4对角线规则对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如素的有些性质是相似的，如 .例

14、例1有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述下表所述.元素元素结构、性质等信息结构、性质等信息a是短周期中是短周期中(除稀有气体外除稀有气体外)原子半径最大的元素，该原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂元素的某种合金是原子反应堆的导热剂bb与与a同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性c元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂d是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消

15、毒杀菌剂化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：请根据表中信息填写：(1)a原子的核外电子排布式原子的核外电子排布式_(2)b元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置_；离；离子半径：子半径：b_a(填填“大于大于”或或“小于小于”)(3)c原子的电子排布图是原子的电子排布图是_，其原子核外有，其原子核外有_个个未成对电子，能量最高的电子为未成对电子，能量最高的电子为_轨道上的电子，其轨道上的电子，其轨道呈轨道呈_形形(4)d原子的电子排布式为原子的电子排布式为_，d的结构的结构示意图是示意图是_(5)b的最高价氧化物对应的水化物与的最高价氧化物对应的水化物与a的最高价氧

16、化物对应的的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为水化物反应的化学方程式为_，与，与d的的氢化物的水化物反应的化学方程式为氢化物的水化物反应的化学方程式为_名师精析名师精析根据题中信息可推出：根据题中信息可推出：a为为na，b为为al，c为为n，d为为cl.(1)na原子核外电子排布式为原子核外电子排布式为1s22s22p63s1.(2)b为为al，其在元素周期表中的位置为第，其在元素周期表中的位置为第3周期第周期第a族，族，na与与al3核外电子排布相同，核电荷数核外电子排布相同，核电荷数al3大于大于na，故，故r(al3)r(na)(3)c为为n，其电子排布图为，其电子排布图为 ，其

17、中有，其中有3个未成对电子，能量最高的为个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈纺轨道上的电子，其轨道呈纺锤形锤形(4)d为为cl，其核外电子排布式为，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排，简化电子排布式为布式为ne3s23p5，cl的结构示意图为的结构示意图为 .(5)本题考查本题考查al(oh)3分别与分别与naoh、盐酸反应的方程式、盐酸反应的方程式al(oh)3naoh=naalo22h2o，al(oh)33hcl=alcl33h2o.答案答案 (1)1s22s22p63s1(2)第第3周期第周期第a族小于族小于(3)(4)1s22s22p63s23p

18、5或或ne3s23p5(5)naohal(oh)3=naalo22h2o3hclal(oh)3=alcl33h2o(1)书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误：书写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误： 违反泡利原理违反泡利原理 违反洪特规违反洪特规则则 违反洪特规则违反洪特规则(2)当出现当出现d轨道，在书写电子排布式时，仍把轨道，在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在放在ns前，如前，如fe：1s22s22p63s23p63d64s2书写正确；书写正确；fe：1s22s22p63s23p64s23d6书写错误书写错误(3)注意对比电子排布式，简化电子排布式，外围电子排布的注意

19、对比电子排布式，简化电子排布式，外围电子排布的区别与联系如区别与联系如fe的电子排布式：的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：简化电子排布式：ar3d64s2；外围电子排布式：；外围电子排布式：3d64s2.1下列关于价电子构型为下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是的粒子描述正确的是()a它的元素符号为它的元素符号为ob它的核外电子排布式为它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4c它可与它可与h2生成液态化合物生成液态化合物d其电子排布图为：其电子排布图为：1s 2s 2p3s 3p解析：解析：基态原子电子排布为基态原子电子排布为1s

20、22s22p63s23p4，所以此元素为，所以此元素为s元素，元素，a、c错误，错误，b正确正确d选项不符合洪特规则选项不符合洪特规则答案：答案：b2a、b、c、d、e代表代表5种元素请填空：种元素请填空：(1)a元素基态原子的最外层有元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有个未成对电子，次外层有2个个电子，其元素符号为电子，其元素符号为_；(2)b元素的元素的1价离子和价离子和c元素的元素的1价离子的电子层结构都价离子的电子层结构都与氩相同，与氩相同，b元素的基态原子的电子排布式为元素的基态原子的电子排布式为_，c的元素符号为的元素符号为_；(3)d元素的元素的3价离子的价离子的3d亚

21、层为半充满，亚层为半充满，d的元素符号为的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为，其基态原子的电子排布式为_；(4)e元素基态原子的元素基态原子的m层全充满，层全充满，n层没有成对电子，只有层没有成对电子，只有一个未成对电子，一个未成对电子，e的元素符号为的元素符号为_，其基态原子的，其基态原子的电子排布式为电子排布式为_解析：解析：(1)根据根据a元素基态原子的最外层有元素基态原子的最外层有3个未成对电子，个未成对电子，次外层有两个电子，可推知该元素是氮元素，符号为次外层有两个电子，可推知该元素是氮元素，符号为n.(2)根据根据b、c元素的离子的电子层结构与氩相同，可推知元素的离子的电子层结

22、构与氩相同，可推知b为为氯氯(cl)，c为钾为钾(k)(3)因因d元素的元素的3价离子的价离子的3d亚层为半充满，可知亚层为半充满，可知d为铁元素为铁元素(fe)，其基态原子的排布式为，其基态原子的排布式为1s22s22p63s23p63d64s2.(4)e元素基态原子的元素基态原子的m层全充满，层全充满，n层没有成对电子，只有层没有成对电子，只有一个未成对电子，推知一个未成对电子，推知e为铜为铜(cu)，基态原子的电子排布式，基态原子的电子排布式为：为：1s22s22p63s23p63d104s1.答案：答案： (1)n(2)1s22s22p63s23p5k(3)fe1s22s22p63s2

23、3p63d64s2或或ar3d64s2(4)cu1s22s22p63s23p63d104s1或或ar3d104s1例例2根据信息回答下列问题：根据信息回答下列问题：a第一电离能第一电离能i1是指气态原子是指气态原子x(g)处于基态时，失去一个电处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子子成为气态阳离子x(g)所需的最低能量下图是部分元素所需的最低能量下图是部分元素原子的第一电离能原子的第一电离能i1随原子序数变化的曲线图随原子序数变化的曲线图(其中其中12号至号至17号元素的有关数据缺失号元素的有关数据缺失)b不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小

24、可用数值表示，该数值称为电负性一般认为：如果两个成键原子间表示，该数值称为电负性一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键下表是，通常形成共价键下表是某些元素的电负性值：某些元素的电负性值：元素元素符号符号li be bcofnaalsipscl电负电负性值性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)认真分析认真分析a图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断图中同周期元

25、素第一电离能的变化规律，推断naar元素中，元素中，al的第一电离能的大小范围为的第一电离能的大小范围为_al_(填元素符号填元素符号)；(2)从从a图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能i1变化变化规律是规律是_.(3)a图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是_周期周期_族；族；(4)根据对角线规则，根据对角线规则，be、al元素最高价氧化物对应水化物元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有的性质相似，它们都具有_性，其中性，其中be(oh)2显示这显示这种性质的离子方程式是种性质的离子方程式是_

26、；(5)通过分析电负性值变化规律，确定通过分析电负性值变化规律，确定mg元素电负性值的元素电负性值的最小范围最小范围_；(6)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是_；(7)从电负性角度，判断从电负性角度，判断alcl3是离子化合物还是共价化合物？是离子化合物还是共价化合物？请说出理由请说出理由(即写出判断的方法和结论即写出判断的方法和结论)是是_；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论请设计一个实验方案证明上述所得到的结论_.名师精析名师精析 (1)由信息所给的图可以看出，同周期的由信息所给的图可以看出，同周期的a族元族元素的第一电离能最小，而素的第

27、一电离能最小，而a族元素中第一电离能小于族元素中第一电离能小于a族族元素中第一电离能，故元素中第一电离能，故naalmg.(2)从图中可看出同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小从图中可看出同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小(3)根据第一电离能的递变规律可以看出，图中所给元素中根据第一电离能的递变规律可以看出，图中所给元素中rb的第一电离能最小，其位置为第的第一电离能最小，其位置为第5周期第周期第a族族 (4)根据对角线规则，根据对角线规则，al(oh)3与与be(oh)2性质相似，性质相似，be(oh)2应应具有两性，根据具有两性，根据al(oh)3naoh=naalo22h2o，al(oh

28、)33hcl=alcl33h2o可以类似的写出可以类似的写出be(oh)2与酸、碱反应的离与酸、碱反应的离子方程式子方程式(5)根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在同周期中电负性同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在同周期中电负性namgmgca，最小范围应为，最小范围应为0.931.57.(6)因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力的大小，所以电因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力的大小，所以电负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强，反之负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强，反之金属性越强金属性越强(7)alcl3中中al与与cl的电负性差值为的电负性差值为1.55，根据信息，电负性差值，根据信息，电负性差值若小于若小于1.7，则形成共价键，所以，则形成共价键，所以alcl3为共价化合物离子化为共价化合物离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合合物在熔融状态下以离子形式存在，