搜索
第一节原子结构与性质最新考纲：1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式。2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构，以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。2.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题，如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出自己的见解。知识点一原子结构1．能层和能级(1)能层：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。(2)能级：在多电子原子中，同一能层的电子，也可能不同，不同能量的电子分成不同的。分层能量能量能级(3)能层与能级的关系2.电子云与原子轨道(1)电子云①电子在核外空间出现的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。②电子云轮廓图称为原子轨道。(2)原子轨道3．基态原子核外电子排布(1)排布原则(2)填充顺序——构造原理(3)基态原子核外电子排布的表示方法4.电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁(2)不同元素的原子发生跃迁时会或不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。吸收释放判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．p能级能量一定比s能级的能量高()2．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多()3．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等()4．2px、2py、2pz的能量相等()5．铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6()×√×××6．磷元素基态原子的电子排布图为()7．电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理()()×××1．应用能量最低原理时，要注意原子轨道能量的高低，如能量E3dE4s。所以电子先排4s轨道，再排3d轨道，而失电子时，都先失4s轨道上的电子。2．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。4．注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围电子排布式：3d104s1。1．(2020·衡水中学高二检测)下列关于能层与能级的说法中不正确的是()A．原子的核外各能层最多可容纳的电子数为2n2B．各能层的能级总是从s能级开始，而且所含能级数等于该能层的序数C．同是s轨道，不论在哪个能层中所能容纳的最多电子数相同D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相同D解析：根据原子的核外电子排布规律可知，每个电子层最多容纳的电子数为2n2，所以A正确；B正确。同是s能级，在任一能层中都最多只能容纳2个电子，所以C正确；D选项中要注意1个原子轨道里排满2个电子时，其自旋状态必须相反。2．下列各项叙述中，正确的是()A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2C解析：镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第5周期ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。3．下列关于价电子构型为4s24p4的原子的描述正确的是()D解析：A项，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，错误；B项，违反了洪特规则，错误；C项，违反了泡利原理，错误；D正确。4．下列有关原子轨道的叙述正确的是()A．氢原子的2s轨道能量较3p轨道高B．锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多D．能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子B解析：B项，s轨道为球形，所以锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布，正确；C项，p能级的原子轨道呈哑铃形，p能级含有3个原子轨道，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数目不变，错误；D项，各电子层最多容纳电子数2n2，则能层n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，错误。5．下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外层电子数是核外电子总数15的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子C解析：A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的15的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的15且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。6．(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为；其价电子排布图为(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离子的结构示意图为。(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，其原子的结构示意图为。NClFe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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＋2，则n＝；原子中能量最高的是电子，核外电子排布图为Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)22p7．(2020·衡水月考)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂BB与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性C在空气中含量第二，在地壳中含量第一D海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：(1)A元素原子的核外电子排布式为。(2)B元素在周期表中的位置是；离子半径：B(填“大于”或“小于”)A。(3)C元素原子的电子排布图是，其原子核外有个未成对电子，能量最高的电子为轨道上的电子，其轨道呈形。(4)D元素原子的电子排布式为，D－的结构示意图是。1s22s22p63s1第三周期第ⅢA族小于22p哑铃(纺锤)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为。与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为。NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为O，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)r(Na＋)。(3)C为O，其电子排布图为，其中有2个未成对电子，能量最高的为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃(纺锤)形。(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)Al(OH)3与NaOH和盐酸反应的化学方程式分别为Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。素养核外电子排布的表示方法1．方法对比2.各种方法的特点(1)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。(2)核组成式：如168O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。(3)电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。(4)电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。(5)价电子排布式：如锰原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布式为3d54s2。价电子排布式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。1．按要求完成以下试题(1)(2019·全国Ⅰ卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。A(2)(2019·全国Ⅲ卷)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态(填“相同”或“相反”)。(3)(2019·全国Ⅱ卷)Fe成为阳离子时首先失去轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布式为。Mg相反4s4f5(4)(2018·全国卷Ⅰ)①下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为(填标号)。D、C②Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是。(5)(2017·全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：①元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号)。A.404.4B．553.5C.589.2D．670.8E.766.5Li＋核电荷数较大A②基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。(6)(2017·全国卷Ⅱ)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。N球形(7)(2017·全国卷Ⅲ)Co基态原子核外电子排布式为，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是。(8)(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。1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2Mn1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s22(9)(2016·全国卷Ⅰ)基态Ge原子的核外电子排布式为，有个未成对电子。(10)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为。1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p221s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10解析：(1)A.[Ne]3s1属于基态的Mg＋，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；B.[Ne]3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg＋；C.[Ne]3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；D.[Ne]3p1属于