《原子结构与性质》

1、第一章原子结构与性质一.原子结构1、能级与能层能层（n）四.五 ,六七符号KLNO?ql能级Is2s迎3s3p3d4s4p4d4f5s.-最 多电子数22626W2aw142 .2S1832-.2n22、原子轨道n 盘*电子的蟀了物帝T.球形时称 轨川爪状| p出子的原子航道呈喳铃形w疏级以个 呻能域方十 各能钢上的原于轨据数目丽做上砰m能技_L个相同能层1:原f轨道能虽的高低;its- M nt臆量关系形抿相同的原了轨装能量的高依： ls：2s3s4s *国同-能层内形状相同而伸展方向 不同的原子物疝的能量明等，如尊卧 %、叩擞道的能量相等3、原子核外电子排布规律 （1）构造原理：随着核电荷

2、数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。能级交错：由构造原理可知，电子先进入4、轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。（说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指 这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。）（2）能量最低原理word格式-可编辑-感谢下载支持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，简称能量最低原理。（3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“ fl”表示）， 这个原理称为泡利原理。（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同

3、轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，p3的轨道式为厂 |f |f ，而不是|f| |f |。洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。 即 p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14 时，是较稳定状态。前36号元素中，全空状态的有4Be2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N2s22p3、 15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有 10Ne 2s22p6、18Ar 3s2

4、3p6、 29Cu 3d104s1、 30Zn 3d104s2、 36Kr 4s24p6。4、基态原子核外电子排布的表示方法（1）电子排布式用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如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。（2）电子排布图（轨道表示式）每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如基态硫原子的轨道表示式为门叮pr中申M叮t M t I tIs 2s 2p 3s 3p二、原子结构与元素周期表1、原子的电子

5、构型与周期的关系（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2 外，其余为ns2np6。He核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素 的电子排布跟其他周期不同。（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量 相同的能级，而是能量相近的能级。2、元素周期表的分区（1）根据核外电子排布分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元那孙布外围电子排布元素性质特点H区1 A, II A 找及He元素点除&.貌外挪呈活截金屈元素退常是最外层电子参与反应F区III A族W氏族

6、、。族除就外逋常是最界层电子琴与反应Ll区III族一/族、 族n垛镉由、铜 系外j貌指可以不同程度她 参质化啰母的形成il.-i RI H株、口 B战rr- 1 )d f金闭元素rix翘系、料豪顷一mLN瓶带元素化学忏质和 近，啊系元素化学性a n抠 晶区pK1区若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期WA族元素。即最 大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素（副族与第伽族）的最大能层为其周期数， 外围电子数应为其纵列数而不是其族序数（镧系、钢系除外）。三、元素周期律1、电离能、电

7、负性（1）电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子 失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去1个电 子。在同一周期的元素中，碱金属（或第IA族）第一电离能最小，稀有气体（或0族）第一电离能最大， 从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的第二电离能比 第一电离能要大（2）元素的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。以氟的电负性为4.0，锂的电负 性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的 尺度，金属的电负性

8、一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“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。（3）电负性的应用判断元素的金属性和非金属性及其强弱金属的电负性一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属” （如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。2、原子结构与元素性质的递变规律性质同周期，从左往右）同主莪（目上而下）（1）能层数相同从建增到跄或刀（?）

9、最外层电子数.从1避憎到g （篥一周期例外）相同。）原子半径福小（瞒气腑外噌强增大磕 ,廿）金属任（扈；火屯了能却瘢冒增强浦金属性（原子霍电子能力；噌强诚弱（时电负性增强瞬弱（礁一电离能增大的趋势湖、（$）单质还麋性增强隼质氧化性颦诚弱（0）愚高价氧化物对应水化物的酸碱性田性撷弱,酸蟾强碱性憎强,酸1性遍弱（非金属形成气嬴氧化物的雎易程度由魁喝由易到涎（气态氧化物的稳定性颦瀛弱（L3）王蔓优舍价最高正价从W道增到T fd F 例外），最田员价从第IVA族哇 呻1相同（14|子半径斓离子国小，皿子）初、, （阴离子）A脚离子）增大3、对角线规则在兀素周期表中，某些主族元素与右下方的主族兀素的有些

10、性质是相似 的，如Li .卜B%B .妃&MgA1Si4、基态与激发态相互转化（焰色反应就是 某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁 到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约108s）便跃迁到基态或较低的 能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的 能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。）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，简称能量最低原理。处于最低能量的原子，叫做基态原子。当基态原子的电子吸收能量后

11、，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃 迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。例1.当镁原子由1s22s22p63s2 一1s22s22p63p2时，以下说法正确的是（A ）镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量例2.判断下列表达是正确还是错误？（1）1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态 X（2）1s22s2 2p63d1 属于激发态V第一章原子结构与性质第一节原子

12、结构考查点一 能层、能级、构造原理 下列说法中正确的是()。 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动各能层含有的能级数为n(n为能层序数)解析 同一原子中能层序数越大，能量越高，离核越远，A、C项均错误；在同一能级中，其轨道数是一定的，不论其在哪一能层中，B项错误；D项 正确。答案D 下列说法中正确的是()。1s22si2pi表示的是激发态原子的电子排布3p2表示3p能级有两个轨道同一原子中，3d轨道的能量小于4s轨道的能量 同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐减小解析

13、A项中1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子，正确；B项中3p2表示3p能级上填充2个电子，错误；C项中由于能级交错，3d轨道的能量大于4s轨道的能量，错误；D项，同一原子中电子层数越大，能量 也就越高，离核越远，故2p、3p、4p电子的能量增大，错误；故选A。答案 A比较下列多电子原子的能级的能量高低2s 3s(2)2s 3d(3)3p 3s(4)4f 6f解析 相同能层上不同能级的能量高低：nsnpndnf，不同能层上符号相同的能级的能量高低：1s2s3s4s答案(1) (2) (4)原子半径：电负性：最高正化合价： = 解析 由电子排布式可知：为S，为P，为N，为F。根据元素

14、周期、 律可知：第一电离能为，A项正确；原子半径应是最大，最 小，B项不正确；电负性应是最大，最小，C项不正确；F无正价，、 最高正化合价为+5价，的最高正化合价为+6价，D项不正确。答案 A考查点三微粒半径大小比较word格式-可编辑-感谢下载支持7.已知A“+、B(n + 1)+、Cn-、D(n+1)-都有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是()。A. CDBAB. ABCDC. DCABD. ABDC解析 A、B、C、D四种元素的相对位置D CA B Z,根据原子半径大小变化规律可知ABDC。答案D8.a、b、c、d是四种短周期元素a、b、d同周期,c、d同主族。a的原子结构示意

15、图为、土 * ；h十:c b+b与c形成的化合物的电子式为I，。下列说法中正确的是原子半径：acdb电负性：abdc原子序数：dacb最高价含氧酸的酸性：cda解析 由a的原子结构示意图分析得，a应为硅元素，位于第三周期；因为a、 b、d同周期，b元素显+ 1价，故b应为Na；又因c显一3价，则c应为氮或 磷，但d为第三周期元素，且c与d同主族，故d应为磷，c应为氮元素。将 a、b、c、d四种元素代入分析即可解答。答案D考查点四综合应用9.如图所示为元素周期表的大致框架在如图所示元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线.鉴于NaH的存在，有人建议可把氢元素归到WA族。但根据氢元素最高正化合

16、价与最低负化合价的绝对值相等，可把氢元素归到元素周期表中的族。现有甲、乙两种元素，甲元素原子核外3p能级上有5个电子，乙元素的焰 色反应呈黄色。在如图所示的元素周期表中，将甲、乙两元素的元素符号填在甲、乙两元素 在元素周期表中的相应位置。甲元素与硫元素相比较，非金属性较强的是(填名称)，写出可以验证该结论的一个化学方程式：81Tl204.46s26pi(4)2008年8月2日，CCTV-1焦点访谈栏目中报道了 “铊中毒事件”， 铊再次成为公众关注的焦点。铊的相关信息如右图卡片中所示。下列叙述不正 确的是()。铊在元素周期表中的位置是第六周期IIA族铊原子的中子数为204 81 = 1236s2

17、6p1表示铊原子有6个电子层，最外电子层中有3个电子铊的金属性比铝的强铊元素是p区元素解析(1)在周期表中沿着B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po划一条折 线，即为金属元素和非金属元素的分界线。首先要灵活接受信息，有人建议可把氢元素归到WA族，是因为NaH中的 H-与X-(F-、Cl-、Br-、I-)有相似之处，即最低化合价相等。当氢元素最高 正化合价与最低负化合价的绝对值相等时，可认为氢元素处在周期表中的WA 族。甲元素原子核外3p轨道上有5个电子，即该元素原子的核外电子排布式 为1s22s22p63s23p5，由此可知甲为Cl元素；乙元素的焰色反应呈黄色，说明 乙元素是Na元

18、素。甲位于周期表中第三周期WA族，乙位于周期表中第三周 期I A族。word格式-可编辑-感谢下载支持因为同一周期时，元素的非金属性随着核电荷数的递增而增强，所以氯、硫相比，非金属较强的是氯元素。例如，Cl2可以与H2S发生置换反应：H2S+Cl2=2HCl+S I。根据铊的原子序数为81，可推知该元素位于第六周期IIIA族，与Al同主族，且位于Al元素的下方，属于p区元素，A选项错误，C、D选项正确;204.4是铊元素的相对原子质量，不是质量数，故B选项错误。答案(1)如下图所示(2)WA (3)如下图所示常见化合价分别为.氯 H2S + Cl2=2HCl+S !(4)AB/(kJ-mol-

19、1)，1【2【3【4X7381 4517 73310 540Y4964 5626 9129 540Z5771 8172 74511 578请回答：X、Y、Z三种元素的元素符号分别为、;电负性由小到大的顺序是10.第三周期元素X、Y、Z的各级电离能数据如下表:解析 应用电离能的数值来推断元素，主要是通过电离能判断稳定化合价，再通过化合价来判断元素。如:Y4964 5626 9129 540可以推断出Y元素+ 1价稳定，进而推断为Na。答案 Mg Na Al +2 价 +1 价 +3 价 NaVMgVAl11. W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能word格式-可编辑-感谢下载支持形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。W位于元素周期表第周期第族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)(填“强”或“弱”)。Y的基态原子核外电子排布式是，Y的第一电离能比X的(填“大”或“小”)。Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是。解析首先推出题中几种元素，W、Y的氧化物是