搜索
专题八物质结构与性质(选考)第36讲原子结构与性质目标导航复习目标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达式。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。知识体系课前思考问题1：基态铬原子和铜原子的价电子排布为什么分别是3d54s1、3d104s1，而不是3d44s2和3d94s2?[答案]根据原子核外电子排布规律中的洪特规则，电子排布选择半充满(p3、d5)或全充满(p6、d10)状态能量最低、最稳定的排布方式，所以铬原子和铜原子的核外电子排布分别为3d54s1、3d104s1。课前思考问题2：元素的第一电离能与原子的电子层数和最外层电子数有关，以第3周期为例，Mg的第一电离能为何大于Al？P的第一电离能为何大于S?[答案]同一周期元素的原子电子层数相同，从左往右，最外层电子数增加，原子核对最外层电子的吸引力增加，原子的第一电离能整体趋势是变大的。但由于Mg原子的价电子排布式为3s2，电子处于3s轨道全满状态，失去一个电子所需的能量较高，而Al原子的价电子排布式为3s23p1，失去3p上的一个电子后会处于3s轨道全满状态，能量较低，故Mg的第一电离能大于Al。P原子的价电子排布式为3s23p3,3p上的电子处于半满状态，能量较低，失去一个电子所需的能量较高，S原子的价电子排布式为3s23p4，失去3p上的一个电子后会使3p上的电子处于半满状态，能量较低，故P的第一电离能大于S。课前8min栏目导航考点透视质量验收课前8min1.请完成下列相关的核外电子排布式：(1)(2015·安徽卷)N的基态原子核外电子排布式为________。(2)(2017·全国Ⅱ卷)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________________。(3)(2015·上海卷)Mg原子核外电子排布式为_______________；Ca原子最外层电子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。(4)(2016·海南卷)元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同，元素Y基态原子的核外电子排布式为________________。1s22s22p31s22s22p63s2高于1s22s22p63s23p5(5)(2014·全国Ⅱ卷)e是周期表前四周期的元素，其最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，e的价层电子轨道示意图为____________________。(6)(2017·江苏卷)Fe3＋基态核外电子排布式为____________________________。(7)(2017·全国Ⅲ卷)Co基态原子核外电子排布式为______________________________________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。(8)(2015·福建卷)基态Ni原子的电子排布式为__________________________________，该元素位于元素周期表的第________族。1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)OMn1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)Ⅷ(9)(2016·全国Ⅱ卷)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________。(10)(2016·江苏卷)Zn2＋基态核外电子排布式为____________________________________。(11)(2016·全国Ⅰ卷)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]____________________，有________个未成对电子。1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)21s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)3d104s24p22[解析](3)Ca原子核外电子层数比Mg多，原子半径大，最外层电子距离原子核较远，则能量较高。(4)元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同，Y元素为氯。(5)e的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子，则e是Cu元素。(7)元素Mn与O中，由于O是非金属元素，而Mn是过渡金属元素，所以第一电离能较大的是O；O基态原子价电子排布为2s22p4，其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。2.(1)(2018·黄山模拟)基态S原子的价电子排布式为________，能量最高的电子所处的能层的符号为________。(2)(2018·广东揭阳一模)基态铜原子的电子排布式为______________________________________；价电子中成对电子数有______个。(3)(2018·广东六校三模)铜原子在基态时，在有电子填充的能级中，能量最高的能级符号为________；第4周期元素中，最外层电子数与铜相同的元素还有________。(4)(2018·广东茂名三模)钴元素基态原子的电子排布式为_________________________________________________，未成对电子数为________。3s23p4M1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)103dK、Cr1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)3(5)基态Fe原子外围电子的轨道表示式为___________________。(6)基态Ti2＋的价电子轨道表达式为________________。(7)基态Ni2＋的价电子轨道表达式为________________。(8)N、Na＋、Fe3＋、Cu2＋四种微粒基态的核外电子排布式中未成对电子数最多的是________。(9)与镁和硅都相邻的元素是铝，则三种元素的第一电离能从大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。Fe3＋Si＞Mg＞Al(10)(2018·合肥二检)As原子的核外电子排布式为_____________________________________；P的第一电离能比S大的原因为__________________________________________________________________。(11)(2018·安徽淮北二模)2－甲基－8－羟基喹啉镓(如右图)应用于分子印迹技术，2－甲基－8－羟基喹啉镓中五种元素的电负性由大到小的顺序是___________________(填元素符号)。(12)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7＋3CCl4===2KCl＋2CrO2Cl2＋3COCl2↑。该化学方程式中非金属元素的电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)P的3p能级是半充满状态，比较稳定，所以第一电离能比硫大ONCHGaOClC3.(2017·全国Ⅰ卷改编)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________(填字母)nm。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为____________。(3)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4……In/kJ·mol－15781817274511578……则该元素是________(填元素符号)。AN球形Al4.我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为__________________。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如右图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_______________________________________________________________________________________________；氮元素的E1呈现异常的原因是____________________________________________________________________________________________________。同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子考点透视考点1核外电子的运动状态与核外电子排布规律基础梳理1.原子核外电子的运动特征将多电子原子的核外电子按能量的差异分成不同的______；各能层(n)最多容纳的电子数为_____。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的______；能级类型的种类数与能层数相对应。同一个原子中，离核越近，n越小的电子能量越低；同一能层里，能级的能量按_____________________的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。能层能级s、p、d、f……2n2能层(n)一二三四五六七符号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……22626102610142……最多电子数281832…2n22.电子云电子云指电子在原子核外出现的____________，是核外电子运动状态的形象化描述。3.原子轨道原子轨道指不同能级上的电子在原子核外空间出现几率约为90%的电子云轮廓图。s电子云轮廓图是___形的；p电子云轮廓图是______形的，p电子云有三种伸展方向(px，py，pz，它们相互垂直)，即p能级有3个原子轨道。d能级电子有___个原子轨道；f能级电子有___个原子轨道。概率密度球哑铃574.构造原理绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循构造原理。顺序如右图。构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有______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。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一。交错5.能量最低原理现代物质结构理论原理证实，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，简称__________________。处于最低能量的原子叫做______原子。原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量______的能级里，然后排布在能量逐渐______的能级里。6.泡利不相容原理每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向______的电子。7.洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向______。(注意：全空、半充满或全充满状态能量最低、最稳定)能量最低原理基态最低升高相反相同8.原子光谱不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同颜色的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的_______________________________________，总称原子光谱。可见光波长范围：颜色波长范围红770～622nm橙622～597nm黄59