专题1.1,原子结构--高二化学人教版(选修3)

第一章 原子结构与性质 第一节 原子结构 一、开天辟地原子的诞生 1.原子的诞生 大爆炸→ 2.宇宙的组成元素及其含量 3.地球的组成元素 二、能层与能级 1.能层 (1)能层的含义 多电子原子的核外电子的能量是不同的,按_____________,可以将核外电子分成不同的能层。

(2)能层的表示符号 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q (3)各能层的能量与其离原子核距离的关系 结合在必修模块中所学的电子层知识分析可知原子核外各能层,随着能层数的增大,其离原子核的距离越远,能量越高。

2.能级 (1)能级的含义 在多电子原子中,___________________________ ,还可以把它们分成能级,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所能容纳的最多电子数 3.能层与能级的有关规律 (1)每一能层最多可容纳的电子数为_____n为能层序数。

例如,K层最多容纳2个电子;
L层最多容纳8个电子;
M层最多容纳18个电子;
N层最多容纳32个电子 (2)在每一个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nfn代表能层。

(3)任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,即第一能层只有1个能级1s,第二能层有2个能级2s和2p,第三能层有3个能级3s、3p和3d,依次类推。

(4)以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为____________的二倍。

(5)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。

例如,1s、2s、3s、4s能级最多都只能容纳2个电子。

三、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,原子核每增加一个质子,原子核外便增加一个电子,这个电子大多是按图所示的能级顺序填充的,填满一个能级再填一个新能级。这种规律称为构造原理。

构造原理示意图 2.电子排布式 电子排布式是用____________________________________来表示电子排布的式子。如1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p64s2分别是Al、Ca原子的电子排布式。

四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1.能量最低原理 (1)定义 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于___________,简称能量最低原理。

(2)应用 ①绝大多数元素原子的核外电子都按照构造原理中的能级顺序依次填入各能级,从而使整个原子的能量处于最低状态基态原子。

②体系具有的能量越低越稳定。如常温下水蒸气易变成液态水。

2.基态与激发态 3.光谱 (1)原子光谱 不同元素的原子发生______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_____________,总称原子光谱。

(2)光谱分析 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。光谱分析的依据是每一种元素都有自己的特征谱线。做光谱分析时,可以利用吸收光谱,也可以利用发射光谱。

光谱分析的应用①通过原子光谱发现元素。例如铯1860年和铷1861年的发现,就是因为其光谱图中有特征的蓝光和红光;
又如,1868年科学家们通过对太阳光谱的分析发现了稀有气体氦。②化学研究中常利用光谱分析来鉴别物质和确定其化学组成。

五、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______9.109510-31kg,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3.0108ms-1。

[来源Zxxk.Com] 2.电子云 量子力学指出,不可能像描述宏观物体运动那样,确定具有一定空间运动状态如1s、2s、3s的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处,而只能确定它出现在原子核外空间各处的_____。用_____表示电子在某处出现的______,V表示该处的_____,则P/V称为__________,用 ρ表示。由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。换句话说,电子云是处于__________________________在原子核外空间的_____________的形象化描述。

如1s电子云轮廓图的绘制 3.原子轨道 (1)定义 量子力学把电子在原子核外的一个________________称为一个原子轨道。

(2)数目 ns能级各有_____个原子轨道;
np能级各有____个原子轨道且相互垂直用px、py、pz表示;
nd能级各有_____个原子轨道;
nf能级各有________个原子轨道。

六、泡利原理和洪特规则 1.泡利原理 (1)电子的自旋状态 电子除空间运动状态外,还有一种状态叫做自旋。电子自旋可以比喻成地球的自转。电子自旋有顺时针和逆时针两种状态,常用上下箭头↑和↓表示自旋状态相反的电子。

(2)泡利原理 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,这个原理由泡利首先提出,称为泡利原理。

2.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,而且自旋状态相同,这个规则是由洪特首先提出的,称为洪特规则。

【答案】一、1.氢 氦 锂 2. 二、1.(1)电子的能量差异 2.(1)同一能层的电子,能量也可能不同 3. 2n2 1、3、5、7 三、2.核外电子分布的能级及各能级上的电子数 四、1.最低状态 3.(1)跃迁 吸收光谱或发射光谱 五、1. (1)很小 (2)很大 (3)很快 2.概率 P 概率 体积 概率密度 一定空间运动状态的电子 概率密度分布 3.(1)空间运动状态 (2)1 3 5 7 一、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。

下列有关说法正确的是 A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为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 【解析】各能层含有的能级数等于其所处能层的序数,即当n1时,它只有1个s能级,当n2时,含有2个能级,分别为s、p能级,B、C项都不正确。电子从低能级开始填充,填满了低能级再填充较高能级,所以每个能层最多能填充2n2个电子,而不是一定含有2n2个电子,D项不正确。

【答案】A 二、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。

下列给出的是基态原子或离子的电子排布式,其中错误的是 A.11Na1s22s22p7 B.17Cl-1s22s22p63s23p6 C.20Ca1s22s22p63s23p63d2 D.35Br[Ar]3d104s24p5 【解析】A项中的“2p7”违背了泡利原理,p能级有3个轨道,最多填充6个电子,正确的电子排布式为1s22s22p63s1。C项中的“3d2”违背了能量最低原理,根据构造原理,3d能级的能量大于4s能级,3p能级排满之后应该先排4s能级,故20Ca的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。

【答案】AC 三、原子核外电子排布规则的三种表示方法 原子核外电子的排布遵循能量最低原理又叫做构造原理、泡利原理又叫做泡利不相容原理和洪特规则还有洪特规则特例。原子核外电子排布可以用一定的图式表示出来。常用表示原子核外电子排布的图式有下列三种 1.原子结构示意图法 如26Fe原子的结构示意图为。原子结构示意图能直观地体现原子的核电荷数和核外电子分层排布情况。

2.电子排布式法 如26Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。电子排布式能直观地体现原子核外电子分层、分能级排布情况。

3.电子排布图法 一个方框表示一个轨道,一个箭头表示一个电子,如碳的电子排布图。电子排布图能直观地体现原子核外电子分层、分能级、分轨道排布情况以及电子的自旋状态。

综上所述可知,在原子结构示意图、电子排布式和电子排布图中,对原子核外电子排布表达的具体化程度最低的是原子结构示意图,最高的是电子排布图。对这些图式的应用,要根据实际需要适当选择。同时要注意将这些图式应用于表示与某原子相对应的离子的核外电子排布。

按要求完成下列填空 (1)11Na的电子排布式为 。

(2)20Ca的价电子排布式为 。

(3)35Br-的结构示意图为 。

(4)7N的电子排布图为 。

【解析】本题主要考查原子的电子排布式、电子排布图和微粒的结构示意图,其中,电子排布式是书写价电子排布式及电子排布图的基础。11Na的电子排布式为1s22s22p63s1;
20Ca的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2 ,其价电子排布式为4s2;
35Br-的结构示意图为;
7N的电子排布式为1s22s22p3,其电子排布图为 【答案】(1)1s22s22p63s1 (2)4s2 (3) (4) 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 2.下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中,正确的是 A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态过程中吸收能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 3.下列说法正确的是 A.第三能层有s、p共2个能级 B.3d能级最多容纳5个电子 C.第三能层最多容纳8个电子 D.无论是哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2个 4.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Enl表示某能级的能量,以下各式中正确的是 A.E5sE4fE4sE3d[来源Zxxk.Com] B.E3dE4sE3pE3s C.E4sE4fE3d 5.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 6.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是 A.两种原子的电子层上全部都是s电子 B. 3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子 C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子[来源