第一章原子结构与性质•原子结构 1•能级与能层加:也瓦子的总十轨ift 呈哦讳醪mW L1+ wpFfe 詆上各隐级上的廉「孰直養副」枳|睡緘丄宇牛佩址」一-牛* + b +*-r⑴相同题上㈱子執坦能量的高低;WS 畀卩M«i 『② 形状相R 的尙子報说能卡的髙低: 农2令触靭……③ 同橋层内用状相同而伸屛方向 不同的廉了蜿ifi 的昶章和专'如 即“ 2i 如即勘道仰能楚4A 零3. 原子核外电子排布规律⑴构造原理:随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基 轨道(能级),叫做构造原理。
J ◎⑥®金• ◎⑥、⑥、⑥ ⑥⑥⑥©⑪i/能级交错:由构造原理可知,电子先进入 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。
也就是说,整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的 能量之和。
(2)能量最低原理现代物质结构理论证实,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。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低,而不局限于某个能级。
(3)泡利(不相容)原理:基态多电子原子中,不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。
换言之,态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动 4s 轨道,后进入3d 轨道,这种现象叫能级交错。
一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反(用“TJ”表示),这个原理称为泡利(Pauli )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,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、dO 、fO 、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帀冋戸冋河丽FW1 In 2 驶 2fi 3* 3|>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① 分区这个规则叫洪特( Hund )规则。
比如,fJJ JfJ I fp3的轨道式为而且自旋方向相同,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W A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(副族与第別族)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I A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,得岀了各元素的电负性。
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。
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,如相关例题1、第三能层含有的轨道数为(A 、3B 、 5 C2、在下列所示的微粒中,氧化性最强的是A 、1S 22S 22P 2B 、1S 22S 22P 5A 、硼和硅B 、铝和铁C 、铍和铝5. 按电子排布,可把周期表里的元素划分成A 、FeB 、 MgC 、 PD 、La6. 以下能级符号不正确的是 (A. 3sB. 3p C . 3dD.7. 下列各原子或离子的电子排列式错误的是 A. Na + 1s 22s 22p 6 B. F 「 C . N 3+ 1s 22s 22p 6D.02「D 、1S 22S 22P 6 Si, P, Cl)5个区,以下元素属于 P 区的是 ()) 3f( )1s 22s 22p 6 1s 22s 22p 63、 元素电负性随原子序数的递增而增强的是 ( )A 、Na, K, RbB 、N, P, AsC 、O, S, ClD 、4、 根据对角线规则,下列物质的性质具有相似性的是( )1S 22S 22P 63S 1A. H 3O +B. BF 3C. CCl 4D. pCl 59. 下列关于氢原子电子云图的说法正确的是 ( )A. 通常用小黑点来表示电子的多少,黑点密度大,电子数目大。
B. 黑点密度大,单位体积内电子出现的机会大。
C. 通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动。
D. 电子云图是对运动无规律性的描述。
10.x 、 y 为两种元素的原子, x 的阴离子与 y 的阳离子具有相同的电子层结构, 由此可知( )A. x 的原子半径大于 y 的原子半径。
B. x 的电负性小于 y 的电负性。
B 、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 C 、同是 s 能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的 D 、 1 个原子轨道里最多只能容纳 16、基态铬原子的电子排布式是( A 、 1S 22S 22p 63S 23p 64S 14p 5B C 、 1S 22S 22p 63S 23p 64S 23d 4 D 17、 下列元素中基态原子的第一电离能最大的是( )A 、B B 、C C 、 ND 、 O 18、 下列原子中第一电离能最大的是 () A 、 Na B、 Li C 、Be D、 Mg19、 基态碳原子的电子排布式为()A 、 1S 22S 22p x 2B 、 1S 22S 22p y 2C 、 1S 22S 22p z 2D 、 1S 22S 22p x 1 2p y 20、 下列各组元素按电离能增加顺序排列的是( )(A ) Li 、 Na 、 K ( B ) B 、 Be 、 Li ( C ) O 、 F 、 Ne ( D ) C 、 P 、 Se 21、 4p 轨道填充一半的元素,其原子序数是()8. 以下各分子中,所有原子都满足最外层为 8 电子结构的是 (C. x 的氧化性大于 y 的氧化性。
D.x 的第一电离能大于 y 的第一电离能。
11、 电子构型为 [Ar] 3d A .稀有气体12、 下列能级轨道数为A 、s 能级54s 2的元素是(B •过渡元素 3 的是 ( B 、p 能级C . )) 主族元素D .卤族元素13、 对 Na 、 Mg 、 Al 的有关性质的叙述正确的是 A 、碱性:NaOH< Mg (OH 2< AI (OH ) 3C 、电负性:Na> Mg >AI D14、 X 、 Y 、 Z 三种元素的原子,其最外层电子排布为成的化合物的化学式可能是 ()A 、 X 2YZ 3B 、 X 2YZ 2C 、 XYZ 2D 、 XYZ 315、 下列关于能层与能级的说法中正确的是 C 、 d 能级 ( )B 第一电离能:、还原性: 1ns , D 、 f 能级Na< Mg <Al Na> Mg >Al3s 23p 1和2s 22p 4,由这三种元素组)原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为 22n 22 个电子,但自旋方向相同。
)、 1S 22S 22p 63S 23p 63d 6 、 1S 22S 22p 63S 23d 54S 1A 、15B 、 33C 、 35D 、5122、某元素价电子构型 3d S 4S 2,是该元素是( )A 、FeB 、CoC 、 MnD 、 Ni24、 某元素原子价电子构型 3d 54《,其应在( )第四周期n A 族 第四周期n B 族第四周期四A 族4225、某元素电子构型为[Xe]4f 6S ,其应在() A 、S 区 B 、p 区 C 、d 区 D 、f 区 26、 3d 轨道半充满和全充满的元素分别为 和。
,属于第 周期,是_族。
3S 23p 3,它属于第 周期,是族,最高正化合价为 3S 2,它是 ____ 区元素,元素符号为 。
3d 104《,它属于第 周期,是 族, 区元素,元素P.曰 号疋31、 按原子序数从锂到氟,第一电离能由小到大的次序是 ____________________________________________________________________ 。