(完整)高中化学物质结构与性质结构梳理

物质结构与性质原子结构与性质

考点1、原子核外电子排布原理

[知识梳理]

(1)轨道形状

①s电子的原子轨道呈_____。

②p电子的原子轨道呈________。

(2)能量关系

①相同能层上原子轨道能量的高低：ns

②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……

③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。

【特别提醒】

(1)第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。

(2)能层数＝电子层数，每个能层所包含的能级数＝能层序数。

3．基态原子核外电子排布的三个原理

(1)能量最低原理：电子优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最低状态。即原子的核外电子排布遵循__________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：

(2)泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳____个电子，而且它们的__________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_________________，而且自旋状态______。

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。

4．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写

(1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。

(2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为

1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。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。

(3)电子排布图：方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。

例如：S的电子排布图为

核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。

5．基态原子、激发态原子和原子光谱

(1)基态原子：处于__________的原子。

(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)原子光谱

①当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子发射光谱的原因。

②不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，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。

【习题练习】

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)硫原子的价电子排布式是3s23p4。( )

(2)多电子原子中，在离核较近区域运动的电子能量较高。( )

(3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。( )

(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。( )

(5)2s和3s轨道形状均为球形对称，能量也相同。( )

(6)基态磷原子的核外电子排布图为( )

2.(1)[2017•高考全国卷Ⅰ，35(2)]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________。

(2)[2016•高考全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。

(3)[2016•高考全国卷Ⅱ，37(1)]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·高考全国卷Ⅰ，37(1)]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。

(5)下列表示的为激发态原子的是________。

A．1s12s1B．1s22s22p1

C．1s22p53s1D．1s22s22p63s2

变式训练：(1)基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]4s23d9，对吗？若不对请纠正。

(2)请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋比Fe2＋更稳定的原因。

3.(2018·大原模拟)下列各项叙述正确的是( )

A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态

B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第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原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2

4．(2018·长春高三模拟)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：

(1)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。

(2)元素X的原子最外层电子排布式为n s n n p n＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________________的伸展方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为n s n－1n p n＋1，那么X的元素符号为_____，原子的电子排布图为___________。

考点2、原子结构与元素性质

2．每族元素的价电子排布特点

(2)0族：He：1s；其他：n s n p。

(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、镧系、锕系除外)：

(n－1)d1～10n s1～2。

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