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《选修三第一章第一节

原子结构》复习学案

考点一：原子结构模型

1.原子结构模型认识过程

（1）古希腊原子论；（2）（1803）道尔顿原子论；（3）（1904）汤姆生“葡萄干面包”原子模型和（1911）卢瑟福核式原子模型；（4）（1913）波尔电子分层排布原子模型；（5）（1926）原子结构（核外电子运动）的量子力学模型。

2.原子的诞生(大爆炸宇宙学理论) （1）大爆炸后约2小时诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其它元素。

（2）宇宙组成与元素含量：氢元素—88.6%；氦元素—氢原子的1/8；其他90多种元素不足1% 3.原子组成结构及粒子数目关系

（1）符号

（2）数据关系

质量关系：质量数=质子数+中子数

数量关系：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

电性关系：核外电子数=质子数

电荷数

4.元素、核素、同位素关系；相对原子质量的计算方法

同位素“三同”、“四不同”、“一不变”

[例1].下列说法中，不符合现代大爆炸宇宙学理论的是（

）

A．我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸

B．恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素

C．氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母

D．宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子

考点二：

能层与能级

1．能层与能级

在含有多个电子的原子里，电子的能量不相同，通常能量低的电子在离核近的区域运动，而能量高的电子在离核远的区域运动。

（1）能层（电子层）用符号K、L、M、N、O、P、Q表示

（2）能级（s,p,d,f……）

2.说明

（1）能层所容纳的最多电子数：2n2

；分别是2、8、18、32、50。

(2)能级说明

①同一能层的电子，能量也可能不同，同一能级上的电子能量相同。

②能层序数为n，该能层的能级数为n；同一能层中，各能级之间的能量大小关系是s

③s、p、d、f各能级电子轨道数分别为1，3，5，7。可容纳最多电子数依次为2、6、10、14，为轨道数的二倍。

④不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高，E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。如：1s<2s<3s……；2p<3p<4p……。

各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表：

能

层(n) 符

号

能

级(l) 一

K 1s 2s 二

L 2p 3s 三

M 3p 3d 4s 4p 四

N 4d 4f 5s 五

O …

六

七

P Q ……

2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …

……

最

多

电

子

数

2 8 18 32 ……

2n2

[例2].比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。

(1)2s______3s

(2)2s______3d

(3)3p______3s

(4)4f______6f (5)3d______4s

(6)3px________3pz

1

[例3].下列电子层中，包含有f能级的是（

）

A. K电子层

B. L电子层

C. M电子层

D. N电子层

[例4].下列有关认识正确的是（

）

A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层含有的能级数为n—1

D．各能层含有的电子数为2n2

[例5].以下对核外电子运动状况的描述正确的是（

）

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，其运动状态肯定不同

考点三：

构造原理

电子填充顺序

1.构造原理及其图示

(1)构造原理

随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外的电子的排布将遵循一定的排布顺序，这个排布顺序被称为构造原理。

(2)构造原理图示

原子核外电子排布应遵循的顺序是：

1s2s 2p3s3p

4s 3d 4p

5s 4d 5p

6s 4f 5d 6p

7s 5f6d7p ①

②

③

④

⑤

一般来说，比较电子能量，先看能层，再看能级；

特殊情况—能级交错：

ns

(1)能级能量由低到高.

(2)组与组之间的能量差大, 同组内各轨道之间能量差小. 且

n 逐渐增大, 这两种能量差随能级组的增大逐渐变小.

(3)第一能级组, 只有1s一个轨道, 其余均为两个以上, 且以ns 开始, 以np结束.

(4)能级组与元素的周期相对应。

[例6].（1）比较下列多电子原子的原子轨道，能量最高的是________。

2s、3s、3d、3px、3pz、4f、6f、4s （2）比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低

①1s,3d

②3s,3p,3d

③2p,3p,4p

（3）下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列：

①E3S

E2S

E4S

E1S

，②E3S

E3d

E2P

E4f

。

考点四

：电子排布式

原子核外电子排布应遵循的顺序是：

1s

2s

2p

3s

3p

4s

3d

4p

5s

4d

5p

6s

4f

5d

6p

7s

5f

6d 7p 电子填充按照构造原理，但是书写电子排布式按照能级顺序整理，能级低的能级写在左边。

1.电子排布式

①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。

②简化电子排布式：把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。

2.电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。

如基态硫原子的轨道表示式为

[例7].下列各原子或离子的电子排布式错误的是(

) ＋－A．Na

1s22s22p6

B．F

1s22s22p5

C．Cl

1s22s22p63s23p5

D．Ar

1s22s22p63s23p6

[例8].请根据构造原理，写出下列元素基态原子的电子排布式：

（1）N 。（2）Ne 。（3）S 。

2

（4）Ca 。（5）29Cu 。（6）32Ge 。

[例9].根据下列电子排布式，指出可以表示1～20号元素中的何种粒子：

(1)1s22s22p63s23p6(阳离子)

(2)1s22s22p5(原子)

(3)1s22s22p63s23p6(阴离子)

(4)1s22s22p63s23p6(原子) 考点五：

基态与激发态

电子跃迁

1．基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。

2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。

3．光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。

[例10].为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列

说法中，不符合这一理论的是（

）

A.电子绕核运动具有特定的半径和能量

B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量

C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量

D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线

考点六：

电子云和原子轨道

1.电子运动特点：①质量极小

②运动空间极小

③极高速运动。

2．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述。

3．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。能层序数越大，原子轨道的半径越大。

[例11].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，表示在这个球面以外，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

[例12].下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（

）

A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云

B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动

C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多

D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大

考点七：

核外电子排布原理

电子排布图

1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：

1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……

构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，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。

2．能量最低原理：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最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。

3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。

4．洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。

[例13].以下是两个原子的2p能级或3d能级的电子排布情况，试分析有无错误，若有，违反了什么原则？

(1) ↑

↑

↓

(2) ↓↑

↓↑

↑↑

↓↑

↓↑

3

[例14].已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（

）

考点八：

表示原子结构的重要化学用语

1.微粒符号 2.原子结构示意图 3.电子式

4.电子排布式 5.简化电子排布式 6.电子排布图

4