（教案一第一章知识点）《原子结构与性质》

选修3教案一 第一章 原子结构与性质

一.原子结构

1、能级与能层

2、原子轨道

3、原子核外电子排布规律

（1）构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。

能级交错

能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。

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（说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。） （2）能量最低原理

原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 （3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。

（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，p3的轨道式为↑ 而不是↑↓ ↑

。

↑

↑

，洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。

前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4、基态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

二、原子结构与元素周期表

1、原子的电子构型与周期的关系

（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。He核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。

（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 2、元素周期表的分区 （1）根据核外电子排布

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①分区

②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点

③若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。

如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第Ⅷ族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。

三、元素周期律

1、电离能、电负性

（1）电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去1个电子。在同一周期的元素中，碱金属(或第ⅠA族)第一电离能最小，稀有气体(或0族)第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的第二电离能比第一电离能要大

（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性在1.8左右。它们既有金属性，又有非金属性。 （3）电负性的应用

①判断元素的金属性和非金属性及其强弱

②金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。

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③金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。

④同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。 2、原子结构与元素性质的递变规律

3、对角线规则

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如

4、基态与激发态相互转化

（焰色反应就是 某些金属原子的电子在高温火焰中，接受了能量，使原子外层的电子从基态激跃迁到激发态；处于激发态的电子是十分不稳定的，在极短的时间内（约10－８s）便跃迁到基态或较低的能级上，并在跃迁过程中将能量以一定波长（颜色）的光释放出来。

由于各种元素的能级是被限定的，因此在向基态跃迁时释放的能量也就不同。碱金属及碱土金属的能级差正好对应于可见光范围，于是我们就看到了各种色彩。）

原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态 ,简称能量最低原理。 处于最低能量的原子，叫做基态原子。

当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。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，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。

例1.当镁原子由1s22s22p63s2 →1s22s22p63p2时，以下说法正确的是（ A ）

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A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中释放能量 D．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量 例2.判断下列表达是正确还是错误？

(1) 1s22s2 2p63s2 3p63d54s2 属于激发态 × (2) 1s22s2 2p63d1 属于激发态 √

第一章 原子结构与性质

第一节 原子结构

考查点一 能层、能级、构造原理 1．下列说法中正确的是

( )。

A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D．各能层含有的能级数为n(n为能层序数)

解析 同一原子中能层序数越大，能量越高，离核越远，A、C项均错误； 在同一能级中，其轨道数是一定的，不论其在哪一能层中，B项错误；D项 正确。 答案 D

2．下列说法中正确的是

( )。

A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 B．3p2表示3p能级有两个轨道

C．同一原子中，3d轨道的能量小于4s轨道的能量 D．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐减小

解析 A项中1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子，正确； B项中3p2表示3p能级上填充2个电子，错误；C项中由于能级交错，3d轨 道的能量大于4s轨道的能量，错误；D项，同一原子中电子层数越大，能量 也就越高，离核越远，故2p、3p、4p电子的能量增大，错误；故选A。 答案 A

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