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高三第1轮总复习·化学选修3物质结构与性质第1节原子结构与性质明考纲1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。3.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。析考情本节是选修3的重要组成部分，在高考中常与必修中所学有关知识联合考查，其主要考点是：原子结构；原子结构与元素的性质。这部分内容可以培养学生探索物质及变化的兴趣，揭示微观世界的本质和规律，是高考中的重点。知识层面•主干层级突破考点一原子核外电子排布原理一|知识梳理1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的是不同的，按照电子的差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。(2)能级：同一能层里的电子的也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用等表示，同一能层里，各能级的能量按的顺序升高，即：。(3)原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在的区域，这种电子云轮廓图也就是轨道的形象化描述。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)E(p)E(d)E(f)核外经常出现(4)原子轨道的能量关系(5)能层、能级与原子轨道关系2.基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理：电子尽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状态。即原子的电子排布遵循能使整个原子的能量处于最低状态。a.构造原理示意图：最低构造原理b.注意能级交错现象：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)泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳个电子，而且自旋方向。(3)洪特规则：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，而且自旋方向。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的基态原子电子排布式为：，而不是：1s22s22p63s23p63d44s2。2相反单独占据一个轨道相同全满半满全空1s22s22p63s23p63d54s13.电子跃迁与原子光谱(1)基态原子：处于能量的原子叫基态原子；(2)激发态原子：当基态原子的电子后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)电子的跃迁①基态→激发态：当基态原子的电子吸收能量后，会从跃迁到，变成激发态原子。②激发态→基态：激发态原子的电子从跃迁到时会释放出能量。最低吸收能量低能级较高能级较高能级低能级(4)原子光谱不同元素的原子发生跃迁时会不同的光，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。吸收或释放易错警示(1)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(2)由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。(3)书写轨道表示式时，空轨道不能省略。如C的轨道表示式为。(4)在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是[X]＋价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)。例如：Mn：[Ar]3d54s2，Br：[Ar]3d104s24p5。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)p能级能量一定比s能级的能量高。()(2)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。()(3)磷元素基态原子的电子排布图为()(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。()(5)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则。()(6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。()(7)1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布。()(8)原子光谱是因为电子的跃迁引起的。()提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√二|递进题组题组一原子核外电子排布的规律和表示方法1.下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是()A.钠原子：1s22s22p7B.铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2C.铁原子：1s22s22p63s23p63d8D.氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6答案：D解析：A项违背了泡利原理；B项违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态；C项违背了能量最低原理；D项正确。2.下列说法错误的是()A.ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量B.6C的电子排布式1s22s22p2x违反了洪特规则C.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理答案：A解析：ns电子的能量高于(n－1)p电子的能量。总结提升“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示：在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定。如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2。题组二根据核外电子排布特点推断元素3.[2014·湖南长沙月考]下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是()A.3p能级有1个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子C.最外层电子数是核外电子总数的15的原子和价电子排布为4s24p5的原子D.2p能级有1个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子答案：B解析：解答该题时要依据构造原理和原子核外电子排布规则，逐项认真分析。A项，3p能级有1个空轨道，说明3p能级上填充2个电子，因填充1个电子时有2个空轨道，填充3个电子或3个以上电子时无空轨道，3p能级上有2个电子，3s能级上肯定已填满，价电子排布为3s23p2，因此A中两个微粒相同；B项，M层全充满而N层为4s2，即：3d104s2，显然是锌元素，价电子排布为3d64s2的元素是铁元素，B符合题意；C项，价电子排布为4s24p5，则3d能级上已排满10个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5；最外层电子数是核外电子总数的15的原子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子；D项，2p能级有1个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子，不符合题意。4．A、B、C、D、E、F、T、Q代表8种元素，请填空：(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________________________________________________。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，其原子轨道呈________形。(6)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q大2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为________，Q2＋的未成对电子数是________。答案：(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)22p哑铃(或纺锤)(6)3d84s24解析：(1)次外层有2个电子的元素位于第二周期，基态原子最外层有2个未成对电子的2p轨道排布为，故A为碳元素或氧元素。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是氮元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高，p电子的原子轨道呈哑铃形。(6)位于同一族，且原子序数T比Q多2，所以T、Q只能位于第Ⅷ族，所以T为Ni、Q为Fe，注意28号元素Ni的外围电子排布式为3d84s2,26号元素Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，所以Fe2＋的核外电子排布式为[Ar]3d6，有4个未成对电子。题组三电子的跃迁5.图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是()答案：D解析：燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。总结提升核外电子排布的表示方法考点二原子结构与元素性质一|知识梳理1.原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期的关系①每周期第一种元素的最外层电子的排布式为。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为。氦原子核外只有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。ns1ns2np6(2)每族元素的价电子排布特点①主族：②0族：He：1s2；其他：ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系①周期表的分区：②各区外围电子排布特点：③根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。2.元素周期律(1)电离能①第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的，符号：，单位：。②规律a.同周期：第一种元素的第一电离能，最后一种元素的第一电离能，总体呈现的变化趋势。第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素，如第一电离能MgAl，PS。最低能量I1kJ·mol－1最小最大从左到右逐渐增大b.同族元素：从上至下第一电离能。c.同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越，再失去电子需克服的电性引