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第一节原子结构与性质考点一原子结构【基础回顾】1.能层与能级:(1)能层符号及各能层最多容纳电子数。能层一二三四五六七……n符号__________PQ……最多电子数2___________……2n2KLMNO8183250(2)能级的符号和所能容纳的最多电子数。能层KLMNO……能级符号______________________________5s5p……轨道数1131351357……最多电子数2_____________________……1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f2626102610142.原子轨道的形状及能量关系:球形哑铃相等3.基态原子核外电子排布规律:(1)能量最低原理:电子总是先占有能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,使整个原子的能量处于_________。即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。如图为构造原理示意图:最低状态(2)泡利原理。在一个原子轨道中,最多只能容纳__个电子,并且这两个电子的自旋状态_____。如2s轨道上的电子排布为,不能表示为。2相反(3)洪特规则。当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先_____占据一个轨道,并且自旋状态_____。如2p3的电子排布为,不能表示为或。洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在_____(p6、d10、f14)、_____(p3、d5、f7)和_____(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。单独相同全满半满全空4.基态原子核外电子排布的表示方法:表示方法举例电子排布式S:______________简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图S：___________价电子排布式3s23p41s22s22p63s23p45.原子状态与原子光谱:(1)原子的状态。①基态原子:处于_________的原子。②激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从________跃迁到_______状态的原子。最低能量低能级高能级(2)原子光谱:不同元素的原子发生跃迁时会_____或_____不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。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、激发态及光谱示意图。吸收释放【思维诊断】(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高正价为+7。()提示:√。某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,此元素是Br,位于第ⅦA族,最高正价为+7。(2)第4周期元素中,锰元素价电子层中未成对电子数最多。()提示:×。第4周期元素中,锰原子价电子排布式为3d54s2,含5个未成对电子,而铬原子价电子排布式为3d54s1,含有6个未成对电子。(3)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。()提示:×。对于22Ti来说,3p能级共有3个轨道,最多可以排6个电子,如果排10个电子,则违反了泡利原理。(4)2s和3s轨道形状均为球形对称,能量也相同。()提示:×。2s和3s轨道能量不同,3s轨道能量高于2s。(5)磷原子的基态电子排布图为()提示:×。违反洪特规则,正确写法为【方法点拨】1.核外电子排布规律:(1)遵守三大基本原理:能量最低原理、泡利原理、洪特规则。(2)能级交错现象:核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高,不同能层的能级之间的能量高低有交错现象,如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。2.核外(价)电子排布的表示方法:表示方法含义举例原子或离子结构示意图表示核外电子分层排布和核内质子数电子式表示原子最外层电子数表示方法含义举例核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数S:1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2-:1s22s22p63s23p6电子排布图(轨道表示式)表示每个原子轨道中电子的运动状态O:价层电子排布式或排布图表示价层电子的排布【题组过关】1.(1)(2017·全国卷Ⅲ)Co基态原子核外电子排布式为__________。(2)(2016·浙江高考)基态磷原子外围电子的轨道表示式为____________。(3)(2016·全国卷Ⅱ)镍元素基态原子的电子排布式为_________,3d能级上的未成对电子数为______。(4)(2015·浙江高考)Cu2+的电子排布式是______。(5)(2014·上海高考)氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是___________。【解析】(1)Co是27号元素,位于第4周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2。(2)磷(P)是15号元素,位于元素周期表第3周期第ⅤA族,因此其外围电子的轨道表示式为。(3)镍是28号元素,位于第4周期第Ⅷ族,根据核外电子排布规则,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,3d能级有5个轨道,先占满5个自旋状态相同的电子,再分别占据三个轨道,电子自旋状态相反,所以未成对的电子数为2。(4)Cu是29号元素,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;铜原子失去最外层1个电子和次外层1个电子得到Cu2+,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(5)氮原子核外有7个电子,最外层上有5个电子,2s和2p轨道上分别有2、3个电子。答案:(1)1s22s22p63s23p63d74s2(2)(3)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)2(4)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)(5)2.A、B、C、D四种元素核电荷数均小于18。B元素L层两种能量不同的电子个数比为1∶2,A、C元素的原子最外层电子数相等,C、D元素原子电子层数相同。A原子最外层电子数等于电子层数,C原子最外层电子数是K层上电子数的一半。D-电子层结构与氩原子电子层结构相同。导学号79100192(1)写出元素的化学式A__________,B__________,C__________,D__________。(2)C+的结构示意图为__________。(3)B原子的电子排布图为__________,C原子有_____种不同运动状态的电子。(4)D离子的最外层电子排布式为_____________。(5)D单质与A2B反应的化学方程式为__________。【解析】B元素L层两种能量不同的电子个数比为1∶2,L层有两种能量,即s、p,电子个数比为1∶2,B的电子排布式为1s22s22p4,即B为O,A原子最外层电子数等于电子层数,A可能是H、Be、Al,C原子最外层电子数是K层上电子数的一半,根据核外电子排布规律,K层最多容纳2个电子,即C原子最外层电子数为1,A、C元素的原子最外层电子数相等,A的最外层电子数为1,即A为H,因为都是前18号元素,即C为Na,D-电子层结构与氩原子电子层结构相同,即D为Cl,(1)根据上述分析,A为H,B为O,C为Na,D为Cl;(2)根据上述分析,C+为Na+,则其结构示意图为;(3)氧原子电子排布图为,因为每一个电子运动状态不同,因此有多少个电子,就有多少种不同运动状态的电子,因此钠原子有11种不同运动状态的电子;(4)Cl-最外层电子排布式为3s23p6;(5)氯气与水反应的化学方程式为Cl2+H2OHCl+HClO。答案:(1)HONaCl(2)(3)11(4)3s23p6(5)Cl2+H2OHCl+HClO【加固训练】1.(2018·商丘模拟)下列说法或有关化学用语的表达不正确的是()A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量B.核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p6的变化需要吸收能量C.Ca2+基态电子排布式为1s22s22p63s23p6D.氧元素基态原子的电子排布图为【解析】选D。2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量,故A正确;由基态到激发态需要吸收能量,故B正确;Ca2+有18个电子,基态电子排布式为1s22s22p63s23p6,故C正确;氧元素基态原子的电子排布图为,故D错误。2.气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化,吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2【解析】选B。能级上电子处于半满、全满、全空,这样的原子相对稳定,不易失去电子,p能级上最多容纳6个电子,s能级上最多容纳2个电子,选项B中3p能级上有3个电子处于半满,相对稳定,不易失去电子,即失去电子消耗的能量多,故选项B正确。3.有A、B、C、D四种元素,其中A和B原子都有1个未成对电子,A+比B-少一个电子层。B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满,C原子的p轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大,D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含D40%,且其核内质子数等于中子数,据此判断:(1)D是__________(填元素名称)。(2)B-的电子排布式__________,A+的结构示意图__________,D原子的电子排布图为__________。(3)在A、B、D三种元素的简单离子中,其离子还原性最强的是__________(填离子符号)。(4)用电子式表示化合物AB的形成过程__________。【解析】B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道已充满,B是氯。A+比B-少一个电子层,A是钠。C原子的p轨道中有3个未成对电子,C属于ⅤA,其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大,C是氮。D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,D属于ⅥA族元素,其最高价氧化物中含D40%,D是硫。(1)D是硫。(2)B-的电子排布式1s22s22p63s23p6,A+的结构示意图为,D原子的电子排布图为。(3)A、B、D三种元素的简单离子分别是Na+、Cl-、S2-,其离子还原性最强的是离子半径最大的S2-。(4)用电子式表示化合物AB的形成过程:。答案:(1)硫(2)1s22s22p63s23p6(3)S2-(4)考点二原子结构与元素的性质【基础回顾】1.原子结构与元素周期表:(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)。周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式223[He]2s1101s22s22p63311________________________4419____________________________5537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6[Ne]3s1181s22s22p63s23p6[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6(2)每族元素的价电子排布特点。①主族。主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点__________________主族ⅤAⅥAⅦA排布特点__________________ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5②0族:He:1s2;其他:ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1～10ns1～2(Pd除外)。(3)元素周期表的分区。①周期表的分区。②各区元素化学性质及原子最外层电子