01第22讲原子结构原子核外电子排布【正文】听课手册

第六单元物质结构元素周期律第22讲原子结构原子核外电子排布1.知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续),电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁。

2.知道电子的运动状态(空间分布及能量),可通过原子轨道和电子云模型来描述。

3.知道原子核外电子的能级高低顺序,了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。考点一原子结构核素和同位素1.原子的构成(1)构成原子的微粒及作用(2)原子中的数量关系2.元素、核素和同位素(1)概念及相互关系(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的不同,相同,化学性质,物理性质。

②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。[微点拨]同位素之间的转化是核反应,不是化学变化。(3)氢元素的三种核素

11H:名称为,

12H:用字母表示,名称为

13H:用字母表示,名称为(4)几种重要核素的用途核素

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6

1

1

8用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)[2023·江苏卷]

11H、12H、13(2)[2024·甘肃卷]

612C、613C和

614(3)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化 ()(4)不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同 ()(5)[2023·广东卷]创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素 ()题组一“三素”“两同”概念辨析1.在

36Li、37Li、1123Na、1224Mg、614A.

614C和

714B.63Li和

37Li的质子数相同C.

1123Na和

1224D.

612C和

614C2.现有下列9种微粒:11H、12H、613C、614C、714N、2656Fe2+(1)11H、12H分别是氢元素的一种,(2)互为同素异形体的微粒是。

(3)2656Fe2+的中子数为,核外电子数为(4)上述9种微粒中有种核素,含有

种元素。易错警示1.同位素的“六同、三不同”2.“同”字概念的区分区分时抓住概念的关键点——研究对象,同位素——原子(如

11H、12H、13H),红磷与白磷),同分异构体——化合物(如CH3COOH与HCOOCH3)。题组二微粒中粒子数的确定3.[2024·广东河源中学调研]铋可改善钢的加工性能。元素周期表中铋与砷(As)同主族,其最稳定的同位素是

83209Bi。下列说法不正确的是 (A.

83209BiB.

83209C.Bi的原子半径比As的小D.

83209Bi和

4.[2024·河南南阳模拟]YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料,下列关于

3989Y的说法不正确的是 (A.质量数是89B.核外电子数是39C.中子数与质子数之差为50D.

3989Y和

3990规律小结微粒中粒子数之间的定量关系(1)对于原子或离子:质量数=质子数+中子数。(2)对于原子:核电荷数=质子数=核外电子数。(3)对于离子:核电荷数=质子数≠核外电子数。考点二原子核外电子的排布1.能层与能级(1)能层(n)(即电子层)原子核外电子是排布的,根据电子的差异,可将核外电子分成不同的能层。每个能层最多能容纳的电子数为。

(2)能级同一能层的电子,也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,通常用能级符号

等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。不同能层的能级表示方法是在能级符号前面加能层序号,如第3层的各能级表示为3s、3p、3d。则第n能层各能级的能量顺序为。

(3)能层与能级的关系能层一二三四五……符号KLMNO……能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多电子数226261026101426……电子离核远近近→远电子能量高低→

2.电子云与原子轨道(1)电子云电子云是处于一定的电子在原子核外空间的分布的形象化描述。

(2)原子轨道原子轨道表示电子在原子核外的一个空间运动状态。同一能层中各能级的电子分别占据各自的原子轨道,它们有不同的形状、个数和伸展方向。原子轨道轨道形状轨道个数s

p

d复杂5f复杂7(3)各能层、能级电子具有能量的比较能量关系①[微点拨1]①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。②一个原子核外电子的空间运动状态种类数=该原子核外电子占据的原子轨道数。3.原子核外电子的排布(1)排布规律(书写原则)[微点拨2]当能量相同的简并轨道处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,能量最低。例如,基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。(2)构造原理(填充顺序)以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为,如图为构造原理示意图:

4.基态与激发态原子光谱(1)基态与激发态(2)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会或

不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。(3)基态、激发态及形成光谱示意图(电子的跃迁)[微点拨3]①电子的跃迁是在原子内部进行的,原子组成没有变化。②电子跃迁一般发生在能量相近的能级间,激发态原子释放能量不一定变成基态原子。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)[2023·湖南卷]基态N原子的价电子排布图: ()(2)[2024·甘肃卷]Ca2+和Cl-的最外层电子排布图均为 ()(3)1s、2s和3s能级轨道的形状均为球形,其能量随能层序数增大而升高 ()(4)基态镍原子的核外电子3d轨道上的未成对电子数为3 ()(5)[2024·贵州卷]锑(Sb)位于第五周期第ⅤA族,则其基态原子价层电子排布式是5s25p3 ()(6)基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,核外电子的运动状态有8种 ()(7)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 ()(8)[2024·山东卷]激发态H原子的轨道表示式: ()题组一核外电子运动状态的描述1.下列说法中正确的是 ()A.1s能级的电子云轮廓图呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动B.电子排布式能全面反映核外电子排布情况C.ns能级的原子轨道可用表示D.3d3表示3d能级有3个轨道2.[2024·山东临沂调研]钠离子电池,是一种二次电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间的移动进行工作。下列说法中不正确的是 ()A.钠原子核外有11种不同运动状态的电子B.基态钠原子核外电子的空间运动状态有11种C.原子具有的能量:1s22s22p63s1<1s22s22p53s2D.基态钠原子的内层电子中,两种自旋状态的电子数之比为1∶1易错警示判断核外电子的运动状态和空间运动状态的方法题组二核外电子排布原则及表示方法3.下列有关电子排布图的表述正确的是 ()A.可表示单核10电子粒子基态时的电子排布B.违背了泡利原理C.表示基态N原子的价层电子排布D.表示处于激发态的B原子的电子排布4.根据题目要求,回答相关问题:(1)[2024·北京卷]Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:。(2)[2024·湖北卷]基态Be2+的轨道表示式为。

(3)[2023·全国乙卷]基态Fe原子的价电子排布式为。

(4)[2023·天津卷]基态Cu原子的价层电子排布式是,Cu+与Cu2+相比较,离子半径较大的是。

规范答题核外电子排布的规范书写(以硫原子为例)表示方法规范答题原子结构示意图(1)每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。(2)最外层不超过8个(若最外层为K层则不超过2个)电子;次外层不超过18个(若次外层为L层则不超过8个)电子;倒数第三层不超过32个电子电子排布式1s22s22p63s23p4按电子排入各电子层中各能级的先后顺序,用能级符号依次写出各能级中的电子数,一般情况下,能层低的能级要写在左边,同时注意洪特规则特例简化电子排布式[Ne]3s23p4用“[稀有气体]+价层电子”的形式表示价层电子排布3s23p4价层电子排布能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数轨道表示式(或电子排布图)用方框(或圆圈)表示原子轨道,用“↑”或“↓”表示自旋状态不同的电子,按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写经典真题·明考向1.下列说法正确的是 ()A.[2023·浙江卷]能量最低的激发态N原子的电子排布式:1s22s12p33s1B.[2022·山东卷]X(26He)、Y(2C.[2023·辽宁卷]基态Ni原子的价电子排布式为3d10D.[2023·浙江卷]碳的基态原子轨道表示式:2.[2022·北京卷]38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在同一地域土壤中87Sr/86Sr值不变。土壤生物中87Sr/86Sr值与土壤中87Sr/86Sr值有效相关。测定土壤生物中87Sr/86Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是 ()A.Sr位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B.可用质谱法区分87Sr和86SrC.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48D.同一地域产出的同种土壤生物中87Sr/86Sr值相同3.[2023·浙江卷节选]由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的叙述,正确的是。

A.微粒半径:③>①>②B.电子排布属于基态原子(或离子)的是①②C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③D.得电子能力:①>②4.根据题中要求,回答相关问题:(1)[2024·山东卷]同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是(填元