复习题名师教学设计

第一章

原子结构与性质

第一节

原子结构

一

能层与能级

1．能层

(1)如图所示，在多电子原子中，核外电子是

运动的，

的电子在离核远的区域里运动，能量低的电子在离核近的区域里运动。这也说明多电子的原子中电子的能量是不同的。能量不同的电子在

的区域内运动，这种不同的区域称为能层，即“电子层”(n)。

(2)能层的表示方法：

能层

符号

最多容纳电子数

离核远近

能量高低

(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是

。

2．能级

(1)在含有多个电子的原子中，在同一能层(即n相同)的电子，能量也可能

，可以把它们分为不同能级，分别用

等表示。就好比能层是楼层，能级是楼梯的阶级。

(2)能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数

能层

(n) 符K L M N

O

P Q 一

二

三

四

五

六

七

……

…一

K 2 二

L

三

M 18 四

N

五

O 50 六

P 七

Q ……

……

……

由

到

由

到

号

能级

最多电

子数

2 8 18 32 ……

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s ……

……

……

……

……

……

……

……

…

……

……

2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 2n2

(3)在同一能层上不同能级的能量由低到高的顺序是

。任一能层的能级总是从

能级开始，且该能层的能级数等于该

。

归纳总结

能层与能级

(1)多电子原子中，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层(电子层)。离核越近的能层具有的能量越低。每一能层最多能容纳的电子数是2n2。

(2)同一能层的电子在不同能量的能级上运动。能级数目与能层序数(n)之间的关系是相等。在相同能层各能级能量由低到高的顺序是ns

(3)不同能层之间，符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大。例如：1s<2s<3s<4s……

1．下列叙述正确的是(

) A．能级就是电子层

B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2

C．同一能层中的不同能级的能量高低相同

D．不同能层中的s能级的能量高低相同

2．若n＝3，以下能级符号错误的是(

) A．np

B．nf

C．nd

D．ns 二

构造原理与电子排布式

1．构造原理

设想从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个

，原子核外便增加一个

，这个电子大多是按下图所示的

填充的，填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为

。

观察分析上述构造原理图(能级图)，回答下列问题：

(1)在多电子原子中，电子进入能级的先后应遵循的原理是什么？

(2)多电子原子核外电子排布是否完全遵循能层顺序？

(3)能级的能量高低主要是由哪些因素决定的？

2．电子排布式

(1)电子排布式是用数字在

标明该能级上排布的电子数的式子。如：Al原子电子排布式中各符号、数字的意义为

(2)写出下列原子的电子排布式：

①8O：

；②19K：

；③17Cl：

。

归纳总结

1．原子核外电子排布构造易记图

ns

(n－2)f

(n－1)d

np

7s

5f

6d

7p

6s

4f

5d

6p

5s

4d

5p

4s

3d

4p

3s

3p

2s

2p

1s

自左往右、自下而上，依次填充。

2．能级交错

能级交错指电子层数较大的某些能级的能量反而低于电子层数较小的某些能级的能量的现象，如：4s<3d、6s<4f<5d，一般规律为ns<(n－2)f<(n－1)d

3．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低。若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是(

) A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)

B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s) C．E(4s)

D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d) 4．主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是(

) A．Ca2

1s22s22p63s23p6

B．O2

1s22s23p4

＋－C．Fe

1s22s22p63s23p63d64s2

D．Fe2

1s22s22p63s23p63d6

＋三

能量最低原理和原子的基态与激发态

1．原子的电子排布遵循构造原理能使

，简称能量最低原理。

(1)处于

叫做基态原子。

(2)当基态原子的电子

能量后，电子会跃迁到

，变成激发态原子。

(3)基态、激发态相互间转化的能量变化

基态原子吸收能量释放能量，主要形式为光激发态原子

2．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，若用光谱仪摄取各种元素的电子的____光谱或

光谱，则可确立某种元素的原子，这些光谱总称原子光谱。

(1)玻尔原子结构模型证明氢原子光谱为线状光谱。

(2)氢原子光谱为线状光谱，多电子原子光谱比较复杂。

3．可见光，如灯光、霓虹灯光、激光、焰火……都与原子核外电子发生跃迁

能量有关。

归纳总结

1．基态原子

电子按照构造原理排布(即电子优先排布在能量最低的能级里，然后依次排布在能量逐渐升

高的能级里)，会使整个原子的能量处于最低状态，此时为基态原子。

2．光谱分析

不同元素的原子光谱都是特定的，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

5．下列说法正确的是(

) A．自然界中的所有原子都处于基态

B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量

C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量

D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性

6．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(

) A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量

B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线

C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质

D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应

四

电子云与原子轨道

1．原子核外电子的运动特点。

(1)电子的质量

(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。

(2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间

。

(3)电子运动的速度

，接近光速(3.0×108 m·s1)。

－

2．电子在核外空间做高速运动，

确定具有一定运动状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处，只能确定它在原子核外各处出现的

，得到的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称作

。

(1)制作电子云轮廓图是为了表达

，对核外电子的

有一个形象化的简单描述。如1s电子云轮廓图的绘制：

(2)电子云轮廓图的形状：s能级的电子云轮廓是

形，p能级的电子云轮廓是

形。

3．量子力学把电子在原子核外的一个

称为一个原子轨道。

(1)各能级包含的原子轨道数：

ns能级有

个轨道；np能级有

个轨道(px，py，pz)；nd能级有

个轨道；nf能级有

个轨道。

(2)原子轨道的形状：s电子的原子轨道是

形的，p电子的原子轨道是

形的，如下图所示。

归纳总结

原子轨道与能层序数的关系

(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状相同，只是半径不同。能层序数n越大，原子轨道的半径越大。如：

(2)s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。

(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系是原子轨道为n2个。

7．以下对核外电子运动状态的描述正确的是(

) A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转

B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动

C．能层序数越大，s原子轨道的半径越大

D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定相同

8．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是(

)

A．一个小黑点表示1个自由运动的电子

B．1s轨道的电子云形状为圆形的面

C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转

D．1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少

五

基态原子核外电子的排布原则

1．能量最低原理

原子核外的电子应优先排布在

的能级里，然后由里到外，依次排布在

高的能级里。能级的能量高低顺序如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→

→4p”这一顺序)。

2．泡利原理

(1)在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，这一原理被称为泡利原理。

(2)因为每个原子轨道最多只能容纳

个电子且自旋方向

，所以从

、

、

_____、

四个方面来说明电子的运动状态是不可能有两个完全相同的电子的。如氟原子的电子排布可表示为

，由于各原子轨道中的电子自旋方向相反，所以9个电子的运动状态互不相同。

3．洪特规则

(1)在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据

的轨道，而且自旋方向

，这就是洪特规则。

(2)通俗地说，洪特规则可以表述为电子总是尽量

的轨道。如碳原子的电子排布图是

而不是(3)洪特规则的特例

在等价轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有

的能量

和

的稳定性。

全充满：p、d、f000相对稳定的状态全空：p、d、f半充满：p3、d5、f761014

如24Cr的电子排布式为

，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。

归纳总结

原子核外电子排布“两原理一规则”

(1)能量最低原理：电子在原子轨道上的分布要尽可能地使原子的能量最低。

(2)泡利原理：每个原子轨道最多容纳两个电子且自旋方向必须相反。

(3)洪特规则：当电子排布在同一能级(能量相同)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。

19．若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p2x3py，它违背了(

) A．能量守恒原理

B．泡利原理

C．能量最低原理

D．洪特规则

10．下列各原子或离子的电子排布式或电子排布图表示正确的是(

) A．Ca2：1s22s22p63s23p6

＋B．F：1s22s23p6

－C．P：最外层电子排布图为D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2

六

原子核外电子排布的表示方法

1．电子排布式

(1)用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。写出下列基态原子的电子排布式：

①16S：

；

②20Ca：

；

③26Fe：

；

④29Cu：

。

(2)为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，得到简化的电子排布式。上述四种原子的简化电子排布式为

①[ ；② ；③ ；④ 。

(3)在简化的电子排布式中，省去相应的稀有气体的元素符号后剩下的部分称为外围电子排布式，也叫价电子排布式。上述四种原子的外围电子排布式为①

；②

；③

；

④

1。

2．电子排布图

(1)将每一个原子轨道用一个方框表示，在方框内标明基态原子核外电子分布的式子称为电子排布图。以铝原子为例，电子排布图中各符号、数字的意义为

(2)写出下列基态原子的电子排布图：

①O： ；

②Na： 。

(3)在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：[Ne]。

或写成3．原子结构示意图

(1)原子结构示意(简)图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层(电子层)，弧线内数字表示该能层(电子层)中的电子数。

(2)写出下列原子或离子的结构示意图：

①K：

；②Fe：

；③Mg2：

；④Cl：

。

＋－归纳总结

原子核外电子排布的表示方法

(1)电子排布式和电子排布图反映的是基态原子即处于最低能量状态的原子的电子排布情况，它们相互关联，可以非常方便地相互转换。

(2)虽然电子排布是遵循构造原理的，但书写电子排布式时应按照能层的顺序书写。如铁原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，而不写作1s22s22p63s23p64s23d6。

(3)主族元素的最外层电子就是外围电子，又称价电子。过渡元素的外围电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子。

(4)简单离子是原子得失一定数目电子后的产物。在表达阴、阳离子的核外电子排布状况时，务必注意离子与原子之间的电子数目关系。

11．下列有关核外电子排布式不正确的是(

) A．24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1

B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1

C．N原子的电子排布图为

D．S原子的电子排布图为

12．画出锰原子的电子排布图，并回答下列问题。

(1)电子排布图_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)在锰原子的核外电子中，有________种运动状态不同的电子；共有________对成对电子；有________个成单电子；最高化合价为________价。