专题二_原子结构与性质

1专题二原子结构与性质一、开天辟地-原子的诞生1.在宇宙中是丰富的元素是氢，其次是氦。地壳中最丰富的元素是氧，其次是硅，地球上最丰富的金属元素是铝，其次是铁。地球上共有22种非金属元素（包括稀有气体）。P42.人类认识原子的过程p23.核外电子运动特征①电子具有波粒二象性，不遵循经典的力学理论，遵循量子力学规律。②没有固定的运动轨迹，也无法测出某一时刻具体位置，遵循概率率分布统计规律。③基态、激发态、光谱基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。激发态:较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子.光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱—原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。例1.下列关于氢原子电子云图的说法正确的是A.通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大B.黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大C.通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动D.电子云图是对运动无规律性的描述例2.对原子核外电子以及电子的运动，下列描述正确的是（）①可以测定某一时刻电子所处的位置②电子质量很小且带负电荷③运动的空间范围很小④高速运动⑤有固定的运动轨道⑥电子的质量约为氢离子质量的1/1836A①②③B②③④⑥C③④⑤⑥D⑤⑥例3.下列有关电子云及示意图的说法正确的是()A电子云是笼罩在原子核外的云雾B小黑点多的区域表示电子多C小黑点疏的区域表示电子出现的机会少D电子云是用高速照相机拍摄的照片二、能层与能级1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小.2.能层（电子层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q.3.能级（电子亚层或原子轨道）：电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图叫能级又叫原子轨道，电子云轮廓图呈球形称为s能级，ns能级各有1个原子轨道；电子云轮廓图呈哑铃形（又叫纺锤形）称为p能级，np能级近代原子论：一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干镶嵌其中。又称行星原子模型，原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。称分层模型，当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少。电子在核外空间的概率分布图就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”2各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；电子云轮廓图呈花瓣状称为d能级，nd能级各有5个原子轨道；常见能级还有f轨道能级，nf能级各有5个原子轨道。能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s………最多电子数26262………2832……2n2例4.下列有关认识正确的是A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n-1D.各能层含有的电子数为2n2例5.下列各电子层中不包含d亚层的是（）A．N电子层B．M电子层C．L电子层D．K电子层三、核外电子排布规律了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布.1.原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子.2.原子核外电子排布原理.①能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道.②泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子.③洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同.洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr[Ar]3d54s1、29Cu[Ar]3d104s1.3.构造原理.①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，能级分组的通式可以表示为ns(n-3)g(n-2)f(n-1)d＜np，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。四、几种表达式：①外围电子排布与原子实②电子排布式、轨道表示式、电子式、原子结构简图。知识提练：铬原子的电子排布式可写成：1s22s22p63s23p63d54s1电子排布式简式：[Ar]3d54s1N原子的轨道表示式为：原子实外围电子排布式能量最低原理、构造原理泡利原理洪特规则↓↑↓↑↑↑↑洪特规则能量最低原理、构造原理31s2s2p疑难点拨：1.电子排布式书写：一要遵循排布规律，二要注意书写规则。如铁原子的电子排布式许多人写成：1s22s22p63s23p64s23d6或1s22s22p63s23p63d8前者不符合书写的规则，应当把3d写在4s的前面，而后者则不符合核外电子填入轨道的顺序，正确的答案应是：1s22s22p63s23p63d64s2。。2．基态与激发态的区别，原子的核外电子排布符合能量最低原理等核外电子排布规律，处于能量最低状态的就是基态，不符合的排布规律的当然其能量也不处于最低态，这时原子的核外电子排布当然就不是基态而是激发态。如：C的核外电子排布如果是1s22s12p3就不是基态而是激发态。因为基态应该是1s22s22p2。例6.表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成A.310B.3d10C.3s23p63d2D.3s23p64s2例7.下列电子排布中，原子处于激发状态的是A.1s22s22p5B.1s22s22p43s2C.1s22s22p63s23p63d44s2D.1s22s22p63s23p63d34s2例8.下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是A.它的元素符号为OB.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.它可与H2生成液态化合物D.其电子排布图为：1s2s2p3s3p例9.下面是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，其中正确的是（）例10.(1).砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于__________周期族；最高价氧化物的化学式为，砷酸钠的化学式是.(2).已知下列元素在周期表中的位置，写出它们最外层电子构型和元素符号：①.第4周期ⅣB族；②.第5周期ⅦA族.答案：(1).4ⅤAAs2O5Na3AsO4(2).①.3d24s2Ti②.5S25p5I五、原子结构和周期表一周期1.除第一周期外,各周期均以填充s轨道的元素开始,并以填充满p轨道的元素告终.（第一周期除外）2.周期元素数目=相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数周期能级组能级组内原子轨道电子排布规律元素数目电子最大容量1Ⅰ1s1s1→1s2222Ⅱ2s2p2s1→2s22p6883Ⅲ3s3p3s1→3s23p6884Ⅳ4s3d4p4s1→4s24p618185Ⅴ5s4d5p5s1→5s25p618186Ⅵ6s4f5d6p6s1→6s26p632327Ⅶ7s5f6d(未完)76s1→未完23(未完)未满3.元素所在周期的判断：周期数=电子层数=能层数二族1.主族外围电子排布式为ns1~2或者为ns2np1~6，价电子全部排布在最外层的s或p轨道上，内层d轨道全空或者全满，族序数=价电子数（最外层电子数）。2.副族价电子排布为(n-1)d1~10ns1~2,价电子不再是最外层电子，族序数=ns电子数＋(n-1)d电子数泡利原理43.第Ⅷ族元素：价电子排布为(n-1)d6~8ns24.第零族元素：价电子排布为ns2np6或1s2三元素周期表区的划分除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号1.s区元素：IA族，ⅡA族：ns1~22.p区元素：ⅢA~ⅦA和0族；ns2np1~63.d区元素：过渡元素，ⅢB~ⅦB和Ⅷ；（n-1）d1~10ns1~24.ds区元素:ⅠB和ⅡB；（n-1）d10ns1~25.f区元素：镧系和锕系；1~140~22(2)f(1)dsnnn例11.下列关于主族元素电子排布特征的说法正确的是()A．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级B．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级C．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是d能级或f能级D．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或d能级例12.根据电子排布的特点，Cu在周期表属于（）A．s区B．p区C．d区D．ds区例13.某元素原子价电子构型3d54S2，其应在（）A、第四周期ⅡA族B、第四周期ⅡB族C、第四周期ⅦA族D、第四周期ⅦB族例14.下列叙述中错误的是（）A．所有的非金属元素都在p区B．P的外围电子排布方式为3S23P3C．碱金属元素具有较大的电负性D．当各轨道处于全满、半满、全空时原子较稳定例15.外围电子构型为4f75d16s2元素在周期表中的位置是()A四周期ⅦB族B五周期ⅢB族C六周期ⅦB族D六周期ⅢB族六、原子结构与元素周期律1.元素电离能第一电离能：气态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能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。(1).原子核外电子排布的周期性.随着原子序数的增加,元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化:每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化.(2).元素第一电离能的周期性变化.随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈周期性变化:★同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大，碱金属的第一电离能最小；★同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势.说明：①同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势。电子亚层结构为全满、半满时较相邻元素要大即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。Be、N、Mg、P②.元素第一电离能的运用：a.电离能是原子核外电子分层排布的实验验证.b.用来比较元素的金属性的强弱.I1越小，金属性越强，表征原子失电子能力强弱.52.元素电负性的周期性变化.元素的电负性：元素的原子在分子中吸引电子对的能力叫做该元素的电负性。随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化：同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势.电负性的运用:a.确定元素类型(一般1.8，非金属元素；1.8，金属元素).b.确定化学键类型(两元素电负性差值1.7，离子键；1.7，共价键).c.判断元素价态正负（电负性大的为负价，小的为正价）.d.电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数（表征原子得电子能力强弱）.3.对角线规则：某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质相似，被称为对角线原则。请查阅电负性表给出相应的解释？例16.下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是A．K、Na、LiB．N、O、CC．Cl、S、PD．Al、Mg、Na例17.已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误．．的是A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价B．第一电离能可能