高中化学选修三原子结构与性质
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原子结构与性质
一、核外电子的运动状态
电子云与原子轨道
电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率
二、能层与能级
1.
能层一二三四五
符号K L M N O
能级s p d f …
原子轨道数 1 3 5 7 …
最多电子数 2 6 10 14 …
能层一二三四五
符号K L M N O
能级1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …
轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 …最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 …能层电子数 2 8 18 32
和2p），依次类推
2.原子轨道能级图
①s能级的原子轨道是球形对称的（原子核位于球心），能层序数n越大，原子轨道半径越大
S能级的原子轨道图
②P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分
别以P
x ,P
y
,P
z
表示
P能级的原子轨道图
3.能量大小关系
①不同能层中同一能级，能层序数越大能量越高如：
E(1s) ②同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s ③能层和形状都相同的原子轨道的能量相等如：E(2p x )=E(2p y )=E(2p z ) 三、基态原子核外电子排布的表示 1.基态原子：处于最低能量的原子 激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁到较高能级 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时会释放能量，光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一 日常生活中看见的许多可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关 2.光谱与光谱分析 光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或放出不同的光，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 光谱分析：利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 3.核外电子排布依据 ①能量最低原理：多电子原子在基态时，核外电子总是尽可能分布到能量最低的原子轨道 ②泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反（用“↓↑”表示） ③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，而且自旋方向相同 4.表示形式 ①电子排布式--数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数 如K：1s22s22p63s23p64s1 ②轨道表示法--方框代表原子轨道，箭头代表电子 如： 注意：原子轨道在全满（如p6和d10）、半满（如p3和d5）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低 如Cr：1s22s22p63s23p63d44s2（×） 1s22s22p63s23p63d54s1（√） Cu：1s22s22p63s23p63d94s2（×） 1s22s22p63s23p63d104s1（√） eg：写出S、Ca、 25Mn、 26 Fe、 32 Ge的电子排布式 四、原子结构与元素的性质 1.电离能及其变化规律 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的最低能量 第二电离能：从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量 同一元素的第二电离能大于第一电离能 变化规律：①第一电离能越大，金属活动性越小；稀有气体的第一电离能最大②同周期元素从左到右，第一电离能总的趋势是逐渐增大，但某些元素（如Be、Mg、N、P等）的第一电离能比右边相邻元素的第一电离能高些，因为它们的外层电子达到了全满或半满的稳定状态 ③同主族元素自上而下第一电离能依次减小 意义：电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。元素的电离能越小，表示气态时越容易失去电子，即元素在气态时的金属性越强 2.电负性 键合电子：原子中用于形成化学键的电子 电负性：描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小相对值，无单位 电负性的大小可以判断元素金属性和非金属性强弱 变化规律 ①同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐增大，表明其吸引电子的能力逐渐增强 ②同一主族，元素的电负性从上到下呈现减小趋势，表明其吸引电子的能力逐渐减弱 意义：①电负性越大，元素的非金属性越强，电负性越小，元素的非金属性越弱，金属性越强 ②电负性相差很大的元素化合通常形成离子键；电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常形成共价键 习题精选 1.下列有关电子云的叙述中，正确的是（） A.电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率 B.电子云直观地表示了核外电子的数目 C.1s电子云界面图是一个球面，在这个球面以外，电子出现的概率为零 D.电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾 2.若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（） A.该元素基态原子中共有3个电子 B.该元素原子核外有5个电子层 C.该元素原子最外层共有3个电子 D.该元素原子M能层共有8个电子