课时41 原子结构与性质
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1. 了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核复习目标 外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2. 了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3. 了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4. 了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 知识网络 问题思考
问题1：价电子构型相同的原子一定属于同一族的元素吗? 问题2：根据电离能和电负性能否判断元素的金属性和非金属性强弱?
【课前自测】
1. 请完成下列相关的核外电子排布式：
(1)(2015·福建卷)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 。基态Ni原子的电子排布式为 ，该元素位于元素周期表的 族。
(2)(2015·上海卷)Mg原子核外电子排布式为 ；Ca原子最外层电子的能量 (填“低于”、“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。 (3)(2015·四川卷)Si基态原子的电子排布式是 。
(4)(2015·安徽卷)N的基态原子核外电子排布式为 ；Cu的基态原子最外层有 个电子。
(5)(2015·江苏卷)Cr基态核外电子排布式为 。
3+
1
2. (2016·各地模拟组合)
(1)钠、镁、铝三种元素中第一电离能最大的是 (填元素名称)。 (2)某+2价阳离子核外电子排布式为[Ar]3d，该金属的元素符号为 。 (3)基态硅原子的价电子排布式为 。
(4)与镁和硅都相邻的元素是铝，则3种元素的第一电离能从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
3. (2015·石家庄一模)a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如下表所示。
a b c d e (1)
按
顺
序
，
写
出
a
、
b
、
c
、
d
、
e
的
元
素
符
原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同 基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 在周期表所列元素中电负性最大 位于周期表中第4纵行 基态原子M层全充满，N层只有一个电子 5
号： 、 、 、 、 。
(2)d属于 区的元素，其基态原子的价电子排布图为 。 (3)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
4. (2013·浙江卷)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能 In/kJ· mol
则该元素是 (填写元素符号)。
【自主学习】
-1 I1 578 I2 1 817 I3 2 745 I4 11 578 ?? ??
2
考点1： 核外电子的运动状态与核外电子排布规律 【基础梳理】
1. 原子核外电子的运动特征
将多电子原子的核外电子按能量的差异分成不同的 ；各能层(n)最多容纳的电子数为 。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应。同一个原子中，离核越近，n越小的电子能量 ；同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E(s) 能层(n) 符 号 能级(l) 最多电子数 2. 电子云 电子云指电子在原子核外出现的 ，是核外电子运动状态的形象化描述。 3. 原子轨道 原子轨道指不同能级上的电子在原子核外空间出现几率约为90%的电子云空间轮廓图。s能级电子的原子轨道都是 形的；p能级电子的原子轨道都是 形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以 表示；d能级电子有 个原子轨道；f能级电子有 个原子轨道。 4. 构造原理 绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循构造原理。顺序如下图： 一 K 1s 2 2 二 L 三 M 四 N 五 O 4f 5s ? 14 2 ? 六 P ? ? 2n2 七 Q 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 2 8 6 2 6 18 10 2 6 10 32 ? 3 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 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。 5. 能量最低原理 现代物质结构理论原理证实，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 。处于最低能量的原子叫做 原子。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 的能级里，然后排布在能量逐渐 的能级里。 6. 泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向 的电子。 7. 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向 。(注意：全空、半充满或全充满状态能量最低、最稳定) 8. 原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同颜色的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的 ，总称原子光谱。 【举题说法】 4 【例题1】 (2015·各地模拟组合)请完成下列填空： (1)Cu基态核外电子排布式为 。 (2)基态Mn的电子排布式可表示为 。 (3)Ga与B同主族，Ga的基态原子核外电子排布式为 。 (4)Zn元素属于 区元素，其基态原子的电子排布式为 。 【答案】 (1)1s2s2p3s3p3d(或 [Ar]3d) (2)1s2s2p3s3p3d(或 [Ar]3d) (3)1s2s2p3s3p3d4s4p(或 [Ar]3d4s4p) (4)ds 1s2s2p3s3p3d4s 2 2 6 2 6 10 2 2 2 6 2 6 10 2 1 10 2 1 2 2 6 2 6 5 5 2 2 6 2 6 10 10 2+ + 【解析】 (1)Cu的原子序数为29，根据构造原理书写Cu基态核外电子排布式为 [Ar]3d 2 2 6 2 6 10 2+ +10 或1s2s2p3s3p3d。(2)Mn的原子序数为25，根据构造原理书写基态Mn的电子排布式为1s2s2p3s3p3d或 [Ar]3d。(4)Zn位于元素周期表的ⅡB族，属于ds区。 【变式1】 (2016·各地模拟组合)请完成下列相关的核外电子排布式： (1)基态砷原子的电子排布式为 。 (2)铟与镓同是ⅢA族元素，写出铟基态原子的电子排布式： 。 (3)Cu属于 区元素，基态Cu核外价电子排布式为 。 【核心突破】 1. 最易失去的电子的能量相对较高，但不一定是最高的，如Fe失去电子时是先失去能量较高的4s电子，然后才失去能量最高的3d电子。 2. 能量越低的电子在离核越近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动。 3. 电子排布式的书写：①要依据构造原理来完成；②对于副族元素要注意能级交错；③要注意“价电子排布”、“特征电子构型”、“最外层电子排布”的区别；④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。 4. 电子排布式的几个特例。Cr：[Ar]3d4s、Cu：[Ar]3d4s、Fe：[Ar]3d。 5. 核外电子排布出现1个未成对电子、2个未成对电子、3个未成对电子时，可用轨道表示式来分析。 考点2： 原子的性质 5 1 10 1 2+ 6 + 2 2 6 2 6 5 5 5