第37讲　原子结构与性质

考纲要求　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。

考点一　原子核外电子排布原理

1.能层、能级与原子轨道

(1)能层(n)

在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。

(2)能级

同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

(3)原子轨道

电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。

特别提醒　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.基态原子的核外电子排布

(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。

如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:

注意　所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。

(2)泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。

如2s轨道上的电子排布为,不能表示为。

(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单独占据一个轨道,且自旋状态相同。如2p3的电子排布为,不能表示为或。

洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。

3.基态、激发态及光谱示意图

(1)p能级的能量一定比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)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6(×)

(6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2(×)

(7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)(×)

(8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则(×)

(9)磷元素基态原子的电子排布图为

(×)

写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。

(1)N:①_____________②_______________________________________________________

③___________________④_______________________________________________________。

(2)Cl:①____________ ②______________________________________________________

③___________________④_______________________________________________________。

(3)Fe2＋:①___________②________________________________________________________

③___________________④________________________________________________________。

(4)Cu:①______________②________________________________________________________

③____________________④_______________________________________________________。

(5)Se:①______________②________________________________________________________

③____________________④_______________________________________________________。