（深度解析）高中化学（教材知识详析+知识能力提升+综合能力测评）2.1原子核外电子的运动（pdf）苏教版选修3

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1、专题2 原子结构与元素的性质 原原原子子子结结结构构构与与与元元元素素素的的的性性性质质质 专题2 同学们, 你知道吗? 俄国化学家门捷列夫为什么能大胆准确指出当时关于元素的一些问题, 如那时金的原子量公认为1 6 9. 2, 按此在元素周期表中, 金应排在锇、 铱、 铂的前面, 因为它们被公认的原子量分别为1 9 8. 6、1 9 6. 7、1 9 6. 7, 而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面, 原子量都应重新测定。重测的结果, 锇为1 9 0. 9、 铱为1 9 3. 1、 铂为1 9 5. 2, 而金是1 9 7. 2, 门捷列夫还成功的预言和指导人们发现了两个未知元素类铝

2、( 镓) 和类硅( 锗) 。这些发现都因为门捷列夫掌握了物质结构的奥秘, 恩格斯在 自然辩证法 一书中曾经指出:“ 门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律, 完成了科学上的一个勋业, 这个勋业可以和勒维烈计算尚未知道的行星海王星的轨道的勋业居于同等地位。 ”在日常生活中, 我们看到许多可见光如灯光、 激光、 焰火、霓虹灯光, 你可知道, 这些现象都与原子结构和元素性质有关系, 但到底是什么关系? 从原子结构上看这些现象是如何产生的? 通过本专题的学习你将会了解有关问题的答案, 还等什么, 那就开始行动吧。第一单元 原子核外电子的运动 重点: 认识卢瑟福和玻尔的原子结构模型; 描述原子核外

3、电子的运动状态和原子结构的构造原理; 知道原子核外电子的能级分布; 能用电子排布式表示13 6号元素原子的核外电子排布; 知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁及简单应用。 难点: 原子核外电子的能级分布; 能用电子排布式表示13 6号元素原子的核外电子排布。要点1 人类对原子结构的认识科学家认识原子结构: 根据实验事实, 经过分析推理提出原子结构的模型; 再根据新发现的实验事实对原模型进行修正, 提出新的原子结构模型。(1) 卢瑟福通过粒子的散射实验, 提出了原子结构有核模型, 认为原子的质量主要集中在原子核上, 电子在原子核外空间做高速运动。卢瑟福因此被誉为“ 原子之父” 。卢瑟福根据粒子

4、散射实验提出原子结构有核模型(2) 玻尔研究了氢原子光谱后, 根据量子论的观点, 突破传统束缚, 提出了新的原子结构模型: 原子核外电子在一系列稳定轨道上运动, 既不放出能量, 也不吸收能量。这较好地解释了氢原子光谱, 发展了新的原子结构理论。玻尔因此获得诺贝尔物理学奖。【 案例1】 1 9 1 1年, 物理学家卢瑟福把一束变速运动的粒子( 带两个单位正电荷的氦原子核) , 射向一片极薄的金箔。他发现由过去一直认为是“ 实心球” 的原子紧密排列成的金箔, 竟让大多数粒子畅通无阻地通过, 只有极少数粒子发生偏转或被笔直地反弹回来。试根据原子结构的知识, 回答下列问题:(1) 大多数粒子不改变原来

5、的运动方向, 原因是 。(2) 有的粒子被反弹回来, 原因是 。(3)粒子的化学式为 , 极少数粒子发生偏转,说明 。(4) 上述实验可得出关于原子结构的结论有 。【 精析】 本题再现卢瑟福粒子散射实验的情景, 通过对意料之外的实验现象的分析, 推理出新的原子结构模型。【 解答】 (1)粒子从金原子内或金原子间的间隙穿过(2)粒子正碰了金原子的原子核而弹回(3)H e2+ 粒子接近金原子核时受到金原子核的排斥(4) 原子内部的原子核带正电, 它占据原子中体积很小的部分, 却几乎占了原子的整个质量要点2 电子云原子核外电子的运动不遵循宏观物体所具有的运动规律。人们采用统计图示的方法来形象地描绘电

6、子在原子核外空间出现机会的大小。用小黑点代表电子在核外空间区域内出现的机会, 小黑点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形叫做电子云图( 如H的电子云示意图) 。氢原子的五次瞬间照相第一单元 原子核外电子的运动将若干张氢原子瞬间照片叠印的结果氢原子的电子云示意图【 案例2】 下列关于氢原子电子云图的说法中, 正确的是( ) 。A.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.电子云图是对电子运动无规律性的描述D.电子云图描述了电子运动的客观规律【 精析】 电子云图中的黑点无具体数目的意义, 而有相对

7、多少的意义。单位体积内黑点数目较多( 黑点密度较大) ,表示电子在该空间单位体积内出现的机会相对较大; 反之, 出现的机会相对较小。电子的运动无宏观物质那样的运动规律, 但有它自身的规律。电子云就是人们采用的描述电子运动规律的形象比喻, 电子云图恰当地表示了电子的运动规律。【 解答】 B、D关键提醒 1.原子核外电子运动的空间小, 速度高。2.不同运动空间能量不同, 不连续的能量带( 量子化) , 即能级, 可按能量不同分成不同的电子运动区间即原子轨道。3.符合测不准原理, 不符合经典物理学的规律, 无法用运动学等规律进行考查和研究。4.可以用统计学的方法来描述和研究, 如电子云, 可以利用量

8、子力学对核外电子的运动规律进行描述和研究。要点3 原子核外电子的运动特征原子核外电子的运动状态可通过能层、 能级、 轨道、 自旋状态等四个方面( 四个量子数) 来描述。(1) 能层: 核外电子首先可按能量高低划分成能层, 由低到高( 由里向外) 依次用K、L、M、N、O、P、Q( 对应电子层n=1、2、3、4、5、6、7) 等字母标记。(2) 能级: 也叫亚层。K层只有1个能级(1 s) ,L层有2个能级(2 s、2 p) ,M层有3个能级(3 s、3 p、3 d) ,N层有4个能级(4 s、4 p、4 d、4 f) 每个能层所具有的能级数等于能层的序数。处在s、p、d、f等不同能级的电子的电

9、子云形状不同( 如s电子云呈球形,p电子云呈纺锤形等) 。(3) 轨道: 在一定能层一定能级上的一定空间取向的电子云可以称为一个轨道。如s、p、d、f分别有1个、3个( 分别用px、py、pz表示) 、5个、7个轨道。(4) 自旋状态: 原子核外电子的自旋可以有两种不同的状态, 通常用“” 和“” 来表示。【 案例3】 下列说法正确的是( ) 。原子中处于n=4状态的电子跃迁到n=3的状态时需放出能量n=4的能层可以有能级4 s、4 p、4 d、4 f、4 g3 pz表示有3个pz轨道在原子中, 不可能出现运动状态完全相同的两个电子2 s电子云有两种空间取向A.B.C.D.【 精析】 原子中电

10、子从能量高的电子层跃迁到能量低的电子层会放出能量;每个能层具有的能级数等于能层的序数;“3 pz” 表示第三电子层p电子云中的z轨道;在原子中, 每一个电子的运动状态都要从能层、 能级、 轨道、 自旋状态四个方面来描述, 即每个电子的运动状态对应于一套合理的四个量子数( 原子中的任意两个电子在上述四个方面至少有一项不相同) ;所谓电子云的空间取向, 即原子轨道,ns、np、nd、nf中的原子轨道数分别为1个、3个、5个、7个, 与n值无关。【 解答】 A要点4 原子核外电子的排布规律原子核外电子排布所遵循的原理有:(1) 能量最低原理: 原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨

11、道( 如下图) , 这样使整个原子处于最低的能量状态。原子核外电子排布的轨道能量顺序(2) 泡利不相容原理: 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。(3) 洪特规则: 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时, 电子尽可能分占不同的原子轨道, 且自旋状态相同, 这样整个原子的能量最低。关键提醒 (1) 核外电子排布顺序是由里向外, 依次排布在能量逐步升高的电子层。(2) 原子核外各电子层最多容纳2n2个电子(n为电 子层数) 。(3) 原于最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子) 。(4) 次外层电子数目不能超过1 8个(K层为次外层时不能超过2个) , 倒数第

12、三层电子数目不能超过3 2个。归纳整理 1.电子层( 又称能层) 的分层依据: 电子的能量差异和主要运动区域的不同。电子层数(n) 1 2 3 4 5 6 7符号KLMNOPQ专题2 原子结构与元素的性质 离核越来越远, 能量越来越高2.同一电子层( 能层) 的电子能量不一定相同, 处在同一电子层的原子核外电子, 可以在不同类型的原子轨道( 能级)上运动; 多电子原子中, 同一能层的电子, 能量也可能不同, 还可以把它们分成能级。能层: K L M N 能级:1 s2 s2 p3 s3 p3 d4 s4 p4 d4 f最多电子数:2 2 6 2 6 1 0 2 6 1 0 1 4各能层电子数:

13、2 8 1 8 3 23.能级( 又叫原子轨道)指量子力学描述电子在原子核外空间运动的主要区域。轨道类型不同, 轨道的形状也不同。用s,p,d,f表示不同形状的轨道。s原子轨道是球形,p原子轨道是纺锤形。s轨道是球形对称的, 所以只有1个轨道。p轨道在空间上有x、y、z三个伸展方向, 所以p轨道包括px、py、pz3个轨道。d轨道有5个伸展方向(5个轨道) ,f轨道有7个伸展方向(7个轨道) 。n 1 2 3 4电子层第一第二第三第四原子轨道1 s2 s2 p3 s3 p3 d4 s4 p4 d4 f【 案例4】 下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( ) 。A.原子核外的电子像云雾一样笼罩

14、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, 随着电子层的增加,p能级原子轨道也在增多D.与s原子轨道的电子相同,p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加【 精析】 电子云只是原子核外电子运动规律的一种形象说法, 电子云是原子核外电子运动轨迹的统计结果, 电子云用来描述电子在原子核外某区域出现机会的大小,A错误; 类似的s轨道上的电子不一定只在s轨道球壳内运动,B错误;p能级只有3个轨道, 即px、py、pz, 不会随电子层数增加而增多,C错误。【 解答】 D顿有所悟 描述核外电子的运动特征: 从电子层、 电子亚

15、层、 电子云伸展方向和电子的自旋。多电子原子中, 找不到运动状态完全相同的两个电子。要点5 原子轨道与电子填充顺序(1) 各电子层原子轨道数与可容纳电子数电子层原子轨道类型原子轨道数目可容纳的电子数目11 s1222 s,2 p4833 s,3 p,3 d91 844 s,4 p,4 d,4 f1 63 2nn22n2 (2) 多电子原子中, 电子填充原子轨道时, 原子轨道能量的高低存在如下规律:相同电子层上原子轨道能量的高低:ns np nd nf形状相同的原子轨道能量的高低:1 s 2 s 3 s r共, 这从下图中可清楚地看出:(2) 单核微粒半径比较微粒大小一定程度上影响微粒的性质,

16、因此微粒大小的比较在考试题中经常出现。微粒半径大小变化规律:同周期从左到右原子半径逐渐减小( 除了稀有气体元素) ;同一族从上到下原子半径增大;同一元素: 电子多半径大S2 -S,F e2+F e3+;具有相同的核外电子数: 核电荷数多半径小O2-F-N a+M g2+A l3+。【 案例1 0】 ( 要点4) 一般来说, 原子半径是指共价半径或金属半径, 但对某些元素的原子而言只有范德华半径。下列原子的原子半径数据可能最大的是( ) 。A.N a B.A l C. C l D.A r【 精析】 四种元素均属第3周期元素, 按元素周期律,同周期元素原子半径从左到右逐渐递减, 但N a、A l、

17、C l是以成键的金属半径或共价半径来计, 而A r是以不成键的范德华半径来计, 不成键的半径比成键的半径要大, 所以A r的原子半径数据可能是最大的。【 解答】 D拓展点2 能量最低原理与能级交错(1) 能量最低原理的运用运用该原理可推知各周期元素的数目等于相应能级组中原子轨道所容纳的电子总数。运用该原理可解释核外电子排布的一些规律, 如: 原子的最外层不超过8个电子、 次外层不超过1 8个电子等。当ns和np充满时( 共4个轨道, 最多容纳8个电子) , 多余的电子不是填入nd, 而是首先形成新电子层, 填入(n+1)s轨道中, 因此最外层电子数不可能超过8个。同理, 当(n- 1) 为次外

18、层时, 在(n+ 1) 层出现前只有(n- 1)s、(n-1)p、 (n-1)d上有电子, 这三个亚层共有9个轨道, 最多可容纳1 8个电子。(2) 能级交错: 是指电子层数较大的某些轨道的能量反而低于电子层数较小的某些轨道能量的现象, 如过渡元素中, 能级顺序:ns(n-2)f(n-1)dnp。【 案例1 1】 根据元素周期表推算, 第7周期最末一个元素的原子序数是1 1 8。如果在未来的第8周期, 原子核外电子排布已经开辟了新的g亚层。试根据前面已有的规律, 推断第8周期最末一个元素的原子序数, 并写出它的核外电子排布式( 从8 s写起) 。【 精析】 若直接采用书写核外电子排布式来计算第

19、8周期最末一个元素的原子序数是比较困难的。如果运用类推方法可知每个亚层的轨道数与容纳电子数分别为:专题2 原子结构与元素的性质 亚层轨道 s p d f g轨道数 1 3 5 7 容纳电子数 2 6 1 0 1 4 由此类推g亚层轨道数为9, 电子数为1 8, 这样第8能级组的电子总数:s2p6d1 0f1 4g1 8共5 0个电子, 不难推出第8周期所能容纳的元素为5 0种, 所以第8周期最末一个元素的原子序数是1 1 8+5 0=1 6 8。电子排布式为8 s25 g1 86 f1 47 d1 08 p6。【 解答】 第8周期最末一个元素为1 6 8号元素, 核外电子排布式为8 s25 g

20、1 86 f1 47 d1 08 p6。拓展点3 基态、 激发态和原子光谱基态: 电子处于能量最低最稳定状态。激发态: 基态以外的任何状态, 该状态能量高且不稳定易释放能量。基态电子跃迁到激发态吸收能量, 反之放出能量。顿有所悟 (1) 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。不同元素的原子发生跃迁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吸收光谱或发射光谱, 总称原子光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中, 常利用原子光谱上

21、的特征谱线来鉴定元素, 称为光谱分析。(2) 一般要求写出的核外电子排布式, 均为基态时的电子排布。【 案例1 2】 生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是( ) 。A.钢铁长期使用后生锈B.节日里燃放的焰火C.金属导线可以导电D.卫生丸久置后消失【 精析】 B中焰火的发光原理类同于化学中的焰色反应, 焰火中有各种不同金属元素的硝酸盐, 在燃放焰火时, 各种金属元素核外电子发生跃迁导致产生各种特定的光。【 解答】 B综合应用题【 例1】 ( 要点4)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子, 次外层有2个电子, 其元素符号为 。(2)B元素的

22、负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为 ,C的元素符号为 。(3)D元素的正三价离子的3 d亚层为半充满,D的元素符号为 , 其基态原子的电子排布式为 。(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为 , 其基态原子的电子排布式为 。【 精析】 本题考查了常见元素种类推断以及原子结构。(1)A元素原子核外共有5个电子, 则核内为5个质子, 因此为N。(2)B、C分别为1 7、1 9号元素即C l、K。(3)D3+的电子排布式为1 s22 s22 p63 s23 p63 d5, 可知D为2 6号元素, 即F e, 因此其基态原

23、子的电子排布式为1 s22 s22 p63 s23 p63 d64 s2。(4)E元素原子核外共有2 9个电子, 即第2 9号元素, 为C u, 电子排布式为1 s22 s22 p63 s23 p63 d1 04 s1。【 解答】 (1)N (2)C l K (3)F e1 s22 s22 p63 s23 p63 d64 s2 (4)C u 1 s22 s22 p63 s23 p63 d1 04 s1【 归纳演绎】 此类问题是以元素推断为基础的综合问答题, 解题的关键是元素的推断, 推断元素除要掌握元素原子核外电子排布规律外, 还要掌握一些特殊规律, 如最外层电子数规律: (1) 最外层电子数

24、为1的元素: 主族(A族) 、 副族(B、族部分等) 。(2) 最外层电子数为2的元素: 主族(A族) 、 副族(B、B、B、B族) 、0族(H e) 、族(2 6F e、2 7C o等) 。(3) 最外层电子数在37之间的元素一定是主族元素。(4) 最外层电子数为8的元素:0族(H e除外) 。元素性质及其规律: 元素的性质主要包括元素核外电子排布、 元素的原子半径、 元素的金属性、 元素的非金属性、 元素的主要化合价等, 元素周期律是指元素性质随元素原子核外电子排布的周期性变化呈现的周期性变化, 其根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化, 如对于电子层数相同的原子一般变化规律为随原子序

25、数增加, 最外层电子数变多、 原子半径变小、 金属性变弱、 非金属性变强、 最高化合价变高( 通常有: 最高正价=原子最外层电子数, 最高化合价+|最低化合价|=8) , 对于最外层电子数相同的原子, 一般变化规律为随原子序数增加、 电子层数增加、 原子半径增加、 金属性增强、 非金属性减弱、 最高化合价相同;12 0号元素中的某些元素的特性: (1) 与水反应最激烈的金属是K, 非金属是F。(2) 原子半径最大的是K, 最小的是H。(3) 单质硬度最大的, 熔、 沸点最高的, 形成化合物品种最多的, 正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。(4) 气体密度最小的, 原子核

26、中只有质子没有中子的, 原子序数、 电子层数、 最外层电子数三者均相等的是H。(5) 气态氢化物最稳定的, 只有负价而没有正价的,无含氧酸的非金属元素是F。(6) 最高氧化物对应的水化物酸性最强的是C l, 碱性最强的是K。(7) 空气中含量最多的, 气态氢化物在水中的溶解度最大, 其水溶液呈现碱性的是N。(8) 单质和最高价氧化物都是原子晶体的是S i。(9) 具有两性的元素是A l(B e) 。(1 0) 最轻的金属是L i。(1 1) 地壳中含量最多的元素是O。(1 2) 单质能自燃的元素是P。(1 3) 族序数等于周期数的元素是H、B e、A l。(1 4) 族序数等于周期数2倍的元素

27、是C、S。(1 5) 族序数等于周期数3倍的元素是O。(1 6)周期数是族序数2倍的元素是L i。(1 7) 周期数是族序数3倍的元素是N a。(1 8) 最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是C、S i。(1 9) 最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素或短周期中离子半径最大的元素是S。(2 0) 除H外, 原子半径最小的元素是F。(2 1) 最高正化合价不等于族序数的元素是O、F e。探究创新题【 例2】 ( 要点4) 若原子核外电子排布的基本规律为最外层电子数不超过5个, 次外层电子数不超过1 0个, 倒数第三层电子数不超过1 5个, 而且各电子层容纳电子最多为2n2个,则元素周期

28、表中第三、 四、 五周期含有的元素分别有( ) 。第一单元 原子核外电子的运动A. 5种 1 0种 1 5种B. 8种 1 8种 1 8种C. 8种 1 0种 1 5种D. 9种 1 0种 1 5种【 精析】 按题中所给规律第一周期第一个元素的原子的电子排布为1、 最后一个为2, 共2种元素, 第二周期第一个元素的原子电子排布为2、1, 最后一个为2、5, 共5种元素, 第三周期第一个为2、5、1, 最后一个元素为2、8、5, 共8种元素,第四周期第一个元素为2、8、5、1, 最后一个元素为2、8、1 0、5,共1 0种元素, 类似的可知第五周期第一个元素为2、8、1 0、5、1, 最后一个元

29、素为2、8、1 5、1 0、5, 共1 5种元素。因此从第三到五周期元素种类分别为8、1 0、1 5种。【 解答】 C【 技法规律】 元素周期表共有七个周期,1、2、3周期称为短周期,4、5、6周期称为长周期, 第7周期称为不完全周期。1 6个族, 共有1 8个纵行, 除了8、9、1 0三个纵行称为族, 主族:A、A、A、A、A、A、A, 副族:B、B、B、B、B、B、B, 第1 8纵行为零族, 即稀有气体元素。有关元素的别称:A称为碱金属元素,A称为碱土金属元素,A称为卤族元素, 零族称为惰性气体,5 7号到7 1号元素总称镧系元素。8 9号到1 0 3号元素, 总称锕系元素。在锕系元素中铀

30、元素以后的各种元素, 多数是人工进行核反应制得的元素, 这些元素又叫做超铀元素。每一周期排的元素种类和核外电子排布规律有关系。元素数目规律: (1) 元素种类最多的是第B族(3 2种) 。(2) 同周期第A族与第A族元素的原子序数之差有以下三种情况: 第2、3周期( 短周期) 相差1; 第4、5周期相差1 1; 第6、7周期相差2 5。(3) 设n为周期序数, 每一周期排布元素的数目为: 奇数周期为 (n+1)2/2; 偶数周期为(n+2)2/2。(4)同主族相邻元素的原子序数: 第A、A族, 下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期元素的数目; 第AA族, 下一周期元素的原子

31、序数=上 一 周 期 元 素 的 原 子 序 数+下 一 周 期 元 素 的数目。夯基固本1.( 要点1) 下列科学家的实验或常识和原子结构探索无关的是( ) 。A.卢瑟福的粒子散射实验B.拉瓦锡的燃烧的氧学说C.玻尔的现代原子结构模型D.巴尔末的氢原子可见光谱实验2.( 要点2) 氢原子的电子云示意图中小黑点表示的意义是( ) 。A.一个小黑点表示一个电子B.黑点的多少表示电子个数的多少C.表示电子运动的轨迹D.表示电子在核外空间出现几率的多少3.( 要点4) 下列表达式中错误的是( ) 。A.氨分子的电子式:NHHHB.氧化钠的电子式:N a+ O2-N a+C.氯离子的离子结构示意图:D

32、.硫离子的核外电子排布式:1 s22 s22 p63 s23 p44.( 要点7) 下列电子排布图中, 能正确表示该元素原子的最低能量状态的是( ) 。5.( 要点5) 以下能级符号不正确的是( ) 。A. 6 s B. 2 dC. 3 f D. 7 p6.( 要点5) 主族元素原子失去最外层电子形成阳离子, 主族元素的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. C a2+:1 s22 s22 p63 s23 p6B. O2-:1 s22 s22 p4C. C l-:1 s22 s22 p63 s23 p6D.A r:1 s22 s22 p63 s2

33、3 p67.( 要点4) 具有下列电子排布式的原子中, 半 径最 大的 是( ) 。A. 1 s22 s22 p63 s23 p1B. 1 s22 s22 p1C. 1 s22 s22 p3D. 1 s22 s22 p63 s23 p48.( 要点6) 下列各组表述的两个微粒中, 属于同种元素原子的是( ) 。A. 3 p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1 s22 s22 p63 s23 p2的原子B. 2 p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2 s22 p5的原子C.M层全充满而N层为4 s2的原子和核外电子排布为A r4 s2的原子D.最外层电子数是核外电子总数的

34、15的原子和核外电子排布为A r3 d1 04 s24 p5的原子9.( 要点4) 根据电子填充顺序, 下列各电子层的电子数正确的是( ) 。 元素 K L M NA. 1 9 2 8 9B. 2 2 2 1 0 8 2C. 3 0 2 8 1 8 2D. 3 3 2 8 2 0 31 0.( 要点3) 请判断下列说法是否正确, 分别在括号中填上“” 或“” 。(1) 尘埃在空气中飘浮, 是微观粒子的运动。( )(2) 原子发光是由于电子从能量高的轨道跃迁到能量低的轨道时放出光子的结果。( )(3) 电子云就是高速运动的电子所分散成的云。( )(4)s电子绕核旋转, 其轨道为一圆圈, 而p电子

35、走字形。专题2 原子结构与元素的性质 ( )(5)K层上有自旋相反的两条轨道。( )(6)M层上有3 s、3 p、3 d三条轨道。( )综合应用1 1.(要 点7) 决 定 氧 原 子 的 轨 道 表 示 式 是, 而不是的规律是( ) 。A.能量最低原理B.泡利不相容原理C.洪特规则D.能量最低原理和泡利不相容原理1 2.( 要点6) 主族元素A和B可形成A B2型的离子化合物, 则A、B两原子的最外层电子排布分别为( ) 。A.ns2np2和ns2np4B.ns1和ns2np4C.ns2和ns2np5D.ns1和ns21 3.( 要点6)X、Y、Z三种元素均为主族元素,X的最外层构型为ns

36、1,Y原子L层上有两对孤对电子,Z元素的原子M层上共有3对孤对电子。这三种元素可形成的化合物, 可能是( ) 。X Z Y X Z Y2 X Z Y3 X Z Y4 X2Z Y3X3Z Y4A.B.C.D.1 4.( 要点7) 下面用轨道表示式表示原子的价电子排布, 正确的是( ) 。1 5.( 要点4) 下列各组指定的元素, 不能形成A B2型化合物的是( ) 。A. 2 s22 p2和2 s22 p4B. 3 s23 p4和2 s22 p4C. 3 s2和2 s22 p5D. 3 s1和3 s23 p41 6.( 拓展点2) 当氢原子中的电子从2 p能级, 向其他低能量能级跃迁时( ) 。

37、A.产生的光谱为吸收光谱B.产生的光谱为发射光谱C.产生的光谱线的条数可能是2条D.电子的势能将升高1 7.( 要点5) 下列原子构成的单质中, 既能与稀H2S O4反应又能与烧碱溶液反应, 且都产生H2的是( ) 。A.核内无中子的原子B.最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的原子C.价电子构型为3 s23 p1的原子D.N层上无电子, 最外层上的电子数等于电子层数的原子1 8.( 要点5)X、Y、Z三种元素的原子, 其最外层电子排布分别为ns1、3 s23 p1、2 s22 p4, 由这三种元素组成的化合物的化学式是( ) 。A. X Y Z2B. X2Y Z3C. X2Y Z2D. X

38、Y Z31 9.( 要点3) 下列各能层中不包含p能级的是( ) 。A.NB.MC. LD. K2 0.( 要 点7)有 人 写 出 的 某 元 素 原 子 的 电 子 排 布 式 为1 s12 s12 px22 py22 pz2, 则违背了 ( ) 。A.能量守恒原理B.不相容原理C.洪特规则D.能量最低原理2 1.( 要点5) 对于第n电子层, 若它作为原子的最外层, 则容纳的电子数最多与n-1层的相同; 当它作为次外层, 则其容纳的电子数比n+1层上电子最多能多1 0个, 则第n层为( ) 。A. L层B.M层C.N层D.任意层2 2.( 要点4) 按所示格式填写下表:微粒符号电子排布式

39、周期族C uS2-C rN二AF e2+2 3.( 要点7) 在 第4周期 中 选 择 符 合 题 意 的 元 素 回 答 下 列问题:(1)p半 充 满 的 元 素 是 ,s半 充 满 的 元 素 有 ,d半充满的元素有 。(2) 含成单电子最多的元素是 。探究创新2 4.( 要点5)X、Y、Z三种主族元素。X原子L层无空轨道且成对电子与不成对电子占据的轨道数相等;Y原子无不成对电子,Y离子比Z原子多一个电子层;Z原子核外有一个单电子, 其单质在通常情况下为易挥发性液体。(1)X、Y、Z的元素符号依次是 、 、 。(2)X与Y形成的化合物中,Y与X所含质子数之比为72的化学式是 。(3)Z呈

40、最高价态时,Z、X和氢三种元素形成化合物的分子式是 。2 5.( 要点4) 已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于4 2。X元素原子的4 p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2 p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题:第一单元 原子核外电子的运动(1)X元素原子基态时的电子排布式为 , 该元素的符号是 。(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为 , 该元素的名称是 。(3)X与Z可形成化合物X Z3, 该化合物的空间构型为 。(4) 已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为X Z3, 产物还有Z n S O4和H2O,

41、该反应的化学方程式是 。(5) 比较X的氢化物与同族第二、 第三周期元素所形成的氢化物稳定性、 沸点高低并说明理由: 。 参考答案与点拨1. B 提示: 拉瓦锡的燃烧的氧学说是其在研究燃烧现象时提出的, 最后找到物质燃烧的原因是因为有氧气, 宣告燃素学说的破产。2. D 提示: 核外电子没有确定的轨道, 用小黑点的疏密来描述电子在核外空间单位体积内出现几率的多少, 所得的图形称为电子云, 电子云中小黑点不代表电子本身。3.A、D 提示:A中是氨分子的结构式;D中是硫原子的电子排布式。4. D 提示:A、B两项不符合洪特规则;C项, 原子处于激发态, 不是能量最低状态;D中能够表示该元素原子的最

42、低能量状态。5. B、C 提示: 第二电子层只有s、p两种能级, 第三电子层只有s、p、d三种能级。6. B 提示: 氧离子(O2-) 的核外电子排布式为1 s22 s22 p6,B选项是氧原子(O) 的电子排布式。7. A 提示:A(A l) 、D(S) 均有3个电子层,B、C均只有2个电子层, 根据元素周期律, 铝的原子半径大于硫的原子半径。8.A、D 提示:A中都是描述的硅原子;B中描述的不一定都是氟原子, 其中之一还可能是硼原子;C中描述的分别是Z n和C a;D中描述的都是溴原子。9. C 提示:A中最外层不能超过8个电子;B中L层最多容纳8个电子;D中次外层超过了1 8个电子, 均

43、违背了核外电子排布的规律。1 0.(1) (2) (3) (4) (5) (6)提示: (1) 中尘埃、 飘尘等不属于微观粒子; (2) 中电子由能量高的轨道跃迁至能量低的轨道会放出能量并以光能形式体现出来; (3) 中的电子云是对核外电子运动的形象化描述( 电子在空间出现几率的大小) , 并不是“ 云” ; (4) 中s电子云是球形,p电子云是纺锤形, 电子云并不是电子运动的轨迹; (5) 中K层1 s轨道( 只有1个轨道) 最多可容纳自旋方向相反的两个电子; (6) 中M层有3 s、3 p、3 d三种能级。1 1. C 提示: 由于3个2 p轨道能量相同, 根据洪特规则, 电子填充时应该先

44、分占不同的轨道, 而且自旋方向相同。1 2. C 提示: 由A和B为主族元素, 且二者能构成A B2型的离子化合物, 则A为第A族元素, 价电子构型为ns2,B为第A族元素, 价电子构型为ns2np5。1 3.A、B 提示:X处于第A族, 常见化合价为+1价,Y是氧元素(-2价) ,Z处于第A族, 常见正化合价为+7、+5、+3、+1价, 将化合价代入化合物形式中, 只有符合题意, 所以选A、B。1 4. C 提示: 价电子排布即外围电子排布,C符合核外电子排布的规律。1 5. D 提示:D中形成的化合物为N a2S, 属A2B型化合物。1 6. B、C 提示: 电子从较高能量轨道跃迁到较低能

45、量轨道,产生的光谱为原子发射光谱, 反之则为吸收光谱, 当氢原子中的电子从2 p能级, 向其他低能量能级跃迁时, 电子可能跃迁到1 s, 也可能跃迁到2 s, 因此产生的光谱线的条数可能是2条。1 7. C、D 提示:A中是氢,B中描述的是镁或氪元素,C、D描述的均是铝, 符合题意。1 8.A 提示:X、Y、Z分别是A族元素(+1价) 、A l(+3价) 、O(-2价) , 即形成化合物的化学式为X Y Z2。1 9. D 提示:K层即第一层,K层只有s能级。2 0. D 提示: 因为1 s和2 s均没有排满的情况下, 能量较高的2 p轨道已排满。2 1. B 提示: 从题中条件可以得到, 它

46、作为原子的最外层, 则容纳的电子数最多与n-1层的相同, 即为8个电子; 当它作为次外层, 则其容纳的电子数比n+1层上电子最多能多1 0个, 即为1 8个电子。2 2.微粒符号电子排布式周期族C u1 s22 s22 p63 s23 P63 d1 04 s1四BS2-1 s22 s22 P63 s23 p6三AC r1 s22 s22 p63 s23 P63 d54 s1四BN1 s22 s22 p3二AF e2+1 s22 s22 p63 s23 p63 d6四2 3.(1)A s K、C r、C u C r、M n (2)C r提示:s、p、d半充满分别指s1、p3、d5; 单电子数多是

47、每个轨道只容纳1个电子的状态。2 4 .(1)O B a B r (2)B a O2( 过氧化钡) (3)H B r O4提示:(1) 中容易推断出Z是溴元素( 核外有一个单电子且单质为易挥发性液体) ;X原子电子排布为2 s22 p4(L层无空轨道, 成对电子与不成对电子占据的轨道均为2个) ,为氧元素;Y无不成对电子, 说明是第A族元素, 其离子比溴多一个电子层, 说明处于第6周期, 则为钡元素。(2)中设B a、O形成化合物的原子数之比为ab, 则有5 6a8b=72,ab=12, 即B a O2( 钡为活泼金属, 与氧可形成过氧化物) 。(3) 中溴的最高正价为+7价, 形成的化合物应

48、为HB r O4。2 5.(1)1 s22 s22 p63 s23 p63 d1 04 s24 p3 A s(2)或 (3) 三角锥形(4)A s2O3+6 Z n+6 H2S O42 A s H3 +6 Z n S O4+3 H2O (5) 稳定性:NH3P H3A s H3, 因为键长越短,专题2 原子结构与元素的性质 键能越大, 化合物越稳定; 沸点:NH3A s H3P H3,NH3可形成分 子 间 氢 键, 沸 点 最 高,A s H3相 对 分 子 质 量 比P H3大, 分子键作用力大, 因而A s H3比P H3沸点高。提示: (1)X元素原子的4 p轨道上有3个未成对电子,

49、可通过写电子排布式得到X为3 3号元素A s; (2)Y元素原子的最外层2 p轨道上有2个未成对电子, 同样根据电子排布式得到Y为O; 再根据X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于4 2可得到Z为H, (3)(5) 就不再分析了。你知道吗(P 8)1.原子由原子核和核外电子构成, 原子核又由质子、 中子构成。2.质子带正电荷, 电子带负电荷, 中子为电中性。在原子中, 质子和电子的数目相等( 所带的电荷数相等) , 电性相反,所以原子是电中性的。3.原子中, 质子数=电子数。除氢(11H) 外, 质子数中子数。原子核很小, 只占原子体积的几千亿分之一; 原子的质量主要集中在原子核上,1个质子的质

50、量约等于1个中子的质量, 相当于18 3 6个电子的质量。交流与讨论(P 1 1)原子序数元素符号原子结构示意图8O1 1N a1 3A l1 8A r问题解决(P 1 2)1.(1)1 s 3 d(2)3 s 3 p 3 d(3)2 p 3 p 4 p 4 s 3 s 2 s 1 s交流与讨论(P 1 4)1.应排布在1 s、2 s、2 p轨道上。因这些轨道的能量依次升高, 且最多各可以容纳2、2、6个电子, 这些轨道可以容纳氟原子的9个电子。2 .能量最低原理, 泡利不相容原理, 洪特规则。 3.原子电子排布式轨道表示式氮(N)1 s22 s22 p3镁(M g)1 s22 s22 p63

51、 s2交流与讨论(P 1 5)1.(1) 1 s22 s22 p63 s23 p3(2) 1 s22 s22 p63 s23 p64 s1(3) 1 s22 s22 p63 s23 p64 s2(4) 1 s22 s22 p63 s23 p63 d1 04 s24 p52. C r:1 s22 s22 p63 s23 p63 d54 s1练习与实践1 .B 2 .C 3 .C 4 .C 5 .C 6 .D 7 .D8 .(1) 1 s 2 s 2 p(2) 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p(3) 1 s 2 s 2 p 3 s 3 p(4) 1 s 2 s 2 p9 .微粒符号原子序数电子排布式外围电子排布式S i1 41 s22 s22 p63 s23 p23 s23 p2C a2+2 01 s22 s22 p63 s23 p6S2-1 61 s22 s22 p63 s23 p6Z n3 01 s22 s22 p63 s23 p63 d1 04 s23 d1 04 s2F e2 61 s22 s22 p63 s23 p63 d64 s23 d64 s2 1 0 .C a、S c、T i、V、M n、F e、C o、N i、Z n