
【必備知識】
能層與能級
核外電子按能量不同分成電子層(能層),同一電子層的電子,還被分成不同能級。
二、電子云與原子軌道
電子云:核外電子的 分布圖。
電子云輪廓圖:給出了電子在核外空間出現(xiàn) 的空間區(qū)域。
原子軌道:電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)。
三、基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子光譜
1、基態(tài)原子:處于 狀態(tài)的原子。
激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子 能量,它的電子會躍遷到較高能級,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。
2、原子光譜
電子從低能級躍遷到高能級, 能量,形成 光譜。
電子從高能級躍遷到低能級, 能量,形成 光譜。
利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素,稱為光譜分析。
基態(tài)原子的核外電子排布
1、原則
①構造原理:構造原理呈現(xiàn)的能級交錯源于光譜學事實。即 →5s→4d→5p→6s…
②能量最低原理:在構建基態(tài)原子時電子將盡可能地占據 的原子軌道,使整個原子的能量最低。
③泡利不相容原理:一個原子軌道中最多只能容納 個電子,且這兩個電子的自旋 。
④洪特規(guī)則(同向優(yōu)先占軌):對于基態(tài)原子,核外電子在能量相同的原子軌道上排布時,將盡可能分占不同的原子軌道并且自族狀態(tài) 。
注意 當能量相同的原子軌道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低,如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
例1、在書寫基態(tài)原子的軌道表示式時,常出現(xiàn)以下錯誤:
①(違反 ); ②(違反 );
③(違反 ); ④(違反 )。
例2、寫出1~36號元素核外價電子排布式
例3、寫出Fe2+、Fe3+、Cu2+、Cu+的價電子排布式。(先失4s后3d。)
例4、下列軌道表示式所表示的元素原子中,其能量處于最低狀態(tài)的是( )
A. B.
C. D.
2、寫基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)
3、常見電子狀態(tài)的描述
【概念辨析】
1、p能級的能量一定比s能級的能量高。( )
2、同一原子中,2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多。( )
3、2p和3p軌道形狀均為啞鈴形,能量也相等。( )
4、2px、2py、2pz的能量相等。( )
5、α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據。( )
6、基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)。( )
7、從空間角度看,2s軌道比1s軌道大,其空間包含了1s軌道。( )
8、N原子的電子有7種運動狀態(tài)。( )
9、基態(tài)原子釋放能量轉化為激發(fā)態(tài)原子。( )
10、Fe的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6( )
11、22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理( )
12、表示的原子能量處于最低狀態(tài)( )
13、1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布( )
14、某些金屬及其化合物在燃燒時會產生特殊的顏色,是由于電子躍遷時能量以一定頻率的光釋放出來( )
15、磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 ,違背洪特規(guī)則。( )
16、所有基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構造原理。( )
17、N電子層中有4s、4p、4d、4f四個能級,共16個軌道,可容納32種運動狀態(tài)的電子。( )
18、在K電子層中,有自旋相反的兩條軌道。( )
19、s電子繞核運動,其軌道為球面,而p電子在啞鈴形曲面上運動。( )
20、電子云通常是用小黑點來表示電子的多少。( )
【跟蹤練習】
1、按要求作答
(2023 湖南卷)基態(tài)N原子的價層電子排布圖:__________。
(2023 北京卷)基態(tài)S原子價層電子排布式是__________。
(2023 北京卷)基態(tài)24Cr原子的價層電子軌道表示式為__________
(2023 廣東卷)基態(tài)Fe2+的3d電子軌道表示式為___________。
(2022·全國甲卷)基態(tài)F原子的價電子排布圖(軌道表示式)為_____________。
(2022·廣東卷)Se與S同族,基態(tài)硒原子價電子排布式為_____________。
(2022·山東卷)基態(tài)Ni原子的價電子排布式為_______,在元素周期表中位置為_____________。
(2022·海南卷)基態(tài)O原子的電子排布式_______,其中未成對電子有_______個
(2022·河北卷)基態(tài)S原子的價電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為_____________。
(2021·全國甲卷)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排布式為________。
(2021·河北卷)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中,核外電子排布相同的是_____(填離子符號)
(2021·山東卷)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有________種
(2021·天津卷)基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為_________________。
(2021·福建卷)基態(tài)C原子的成對電子數(shù)與未成對電子數(shù)之比為_____________。
(2020·全國I卷)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為______________。
(2020·全國II卷)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為______________。
(2019·全國II卷)Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子,Sm的價層電子排布式為4f66s2,Sm3+價層電子排布式為____________。
2、完成下列各小題
(1)Zn原子核外電子排布式為___________________,Sc的價電子排布式________________________,V的價電子排布圖_____________________。
(2)基態(tài)K原子中,核外電子占據的最高能層的符號是________,占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_____________。
(3)C基態(tài)原子核外電子排布式為______________________。
(4)在周期表中,與Li的化學性質最相似的鄰族元素是___________,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)________(填“相同”或“相反”)。
(5)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為_________________,基態(tài)S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。
(6)銅或銅鹽的焰色試驗為綠色,該光譜是________________(填“吸收光譜”或“發(fā)射光譜”)。
(7)基態(tài)O原子核外電子的運動狀態(tài)有______種。
(8)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為________,其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有________種,共有________種運動狀態(tài)不同的電子。
(9)基態(tài)Si原子價電子的運動狀態(tài)有________種,若其電子排布式表示為[Ne]3s23peq \\al(2,x)違背了________。
(10)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有________種。Cu2+基態(tài)核外電子排布式為________。
(11)基態(tài)Ti3+中未成對電子數(shù)有________個;與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價電子排布式為________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有________種。
(12)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時,其最高能級中的單電子數(shù)為________。在空氣中FeO穩(wěn)定性小于Fe2O3,從電子排布的角度分析,其主要原因是_________________________。
(13)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為________。
(14)第4周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價電子軌道表示式為________。
(15)2020年12月17日,“嫦娥五號”首次成功實現(xiàn)地外天體采樣返回,標志著我國航天向前邁出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多種元素。上述元素中基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Al相同的有________。
(16)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當今科學研究的重要課題,可用反應B(OCH3)3+NH4Cl+LiAlH4===NH3BH3+Al(OCH3)3+LiCl+H2↑進行制備。反應中涉及元素的基態(tài)原子中含1個未成對電子的有________種。
3、(2022·全國乙卷)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有_______,其中能量較高的是_____________。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p2 d.1s22s22p33p2
4、(2021·全國乙卷)(多選)對于基態(tài)Cr原子,下列敘述正確的是______________。
A.軌道處于半充滿時體系總能量低,核外電子排布應為[Ar]3d54s1
B.4s電子能量較高,總是在比3s電子離核更遠的地方運動
C.電負性比鉀高,原子對鍵合電子的吸引力比鉀大
5、(2018·全國I卷)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為______、______。
A. B.
C. D.
6、人們通常將在同一原子軌道上運動、自旋相反的2個電子,稱為“電子對”,將在某一原子軌道上運動的單個電子,稱為“未成對電子”。下列基態(tài)原子的電子排布式中,未成對電子數(shù)最多的是( )
A.1s22s22p63s23p6 B.1s22s22p63s23p63d54s2
C.1s22s22p63s23p63d54s1 D.1s22s22p63s23p63d104s1
7、A、B、C、D、E均為36號以前的元素,請完成下列空白:
(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為________;其基態(tài)原子價電子的軌道表示式為______________________________________________。
(2)B元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子且只有一個未成對電子,B的元素符號為________,其基態(tài)原子的核外電子排布式為_____________________________________。
(3)C元素的正三價離子的3d能級為半充滿,F(xiàn)的元素符號為______________,其基態(tài)原子的電子排布式為_______________,其原子的結構示意圖為________________。
(4)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+2,則n=________;原子中能量最高的是________電子,核外電子排布圖為________________。
(5)E的基態(tài)原子4s和3d軌道電子半充滿,則E的外圍電子排布圖為____________________,未成對電子數(shù)為______。
8、A、B、C、D、E、F均為36號以前的元素,請完成下列空白:
(1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為 。
(2)B元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,其元素符號為 。
(3)元素C位于第4周期,其基態(tài)原子有4個未成對電子,基態(tài)X2+的價電子排布式是______________;X3+的價電子排布式為____________。
(4)D是第4周期元素,最外層只有1個電子,次外層的所有原子軌道均充滿電子,M元素基態(tài)原子的電子排布式為____________,M+的價電子排布式為________________,M2+的電子排布式為____________。
(5)E、F元素的基態(tài)原子都只有一個未成對電子;它們相互作用形成的離子的電子層結構相同,并且最高能級的電子對數(shù)等于其最高能層的電子層數(shù)。EF的元素符號分別為 、 。能層
一
二
三
四
…
符號
…
能級
…
原子軌道數(shù)
…
容納電子數(shù)
…
2n2
原子軌道
電子云輪廓形狀
軌道個數(shù)
取向
能量
s
1
無
——
p
3
Npx npy npz
元素
價電子排布式
元素
價電子排布式
元素
價電子排布式
H
Al
Mn
He
Si
Fe
Li
P
C
Be
S
Ni
B
Cl
Cu
C
Ar
Zn
N
K
Ga
O
Ca
Ge
F
Sc
As
Ne
Ti
Se
Na
V
Br
Mg
Cr
Kr
電子排布式
簡化電子排布(表示)式
價層電子排布
價電子排布圖(或價電子軌道表示式)
硫原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p4
a.運動狀態(tài)等于電子數(shù)
S原子核外有 個電子,則有 種不同運動狀態(tài)的電子
b.空間運動狀態(tài)等于軌道數(shù)
軌道數(shù)為 ,則有 種不同的空間運動狀態(tài)
c.伸展方向看軌道類型
S 原子的s軌道為球形,只有 種伸展方向,p軌道有 種伸展方向,則共有 種不同的伸展方向
d.不同能量的電子看軌道數(shù)
有 種不同能量的電子
e.運動范圍看電子層
S 原子的核外有 個電子層,有 種不同的運動范圍
這是一份【化學up】高考化學全國版+ 結構與性質 03 考點二 晶體的性質(學生版)+講義,共5頁。學案主要包含了知識清單,跟蹤練習等內容,歡迎下載使用。
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這是一份【化學up】高考化學全國版+ 結構與性質 02 考點五 等電子體(學生版)+講義,共2頁。學案主要包含了必備知識,跟蹤練習等內容,歡迎下載使用。
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