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原子结构

一周强化

一、一周知识概述

1、原子的诞生及人类对原子结构的认识史

(1)按照现代大爆炸宇宙理论,原子诞生于46亿年前的宇宙的一次大爆炸,在大爆炸后约2小时,诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后,经过或长或短的发展过程,氢、氦等发生原子核的熔合反应,分期分批地合成出其它元素的原子。

2、能层与能级

 

  (1)每个能层所具有的能级数等于能层的层序数(n)。

  (2)原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2

  (3)英文字母相同的不同能级中所容纳的最多电子数相同。

3、构造原理

  

4、能量最低原理

  (1)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。

  (2)基态与激发态

  ①处于最低能量状态的原子叫做基态原子。

  ②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。

  ③原子光谱:原子的核外电子发生能级跃迁时,吸收或发出不同波长的光,用光谱仪摄取就得到原子光谱。

5、原子轨道与电子云

  (1)电子云:为了形象地描述电子在原子核外空间的分布情况,人们常用小点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小,点密集的地方,表示电子在那里出现的概率大;点疏的地方表示电子在那里出现的概率小,这种形象地描述电子在空间出现的概率大小的图形称为电子云。

  (2)原子轨道:电子云轮廓图称为原子轨道。

  ns能级有1个原子轨道:

  np能级有3个原子轨道:

  nd能级有5个原子轨道:

  nf能级有7个原子轨道:

  (3)泡利原理和洪特规则

  ①泡利原理:1个原子轨道里最多只能容纳2个电子,而且自旋方向相反,如表示。

  ②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,而且自旋方向相同,如2p能级若有4个电子,则可表示为:

二、重难点知识讲解

  利用构造原理书写基态原子的电子排布式:

  构造原理是原子的核外电子在核外排布遵循的排布顺序规则,它是能量最低原理的集中体现形式,根据能层、能级和原子轨道的相关知识,结合构造原理,要求学生能够写出1—36号元素的基态原子的电子排布式。现举三例以说明:

  原子      电子排布式       电子层数     最外层电子数

  17Cl    1s22s22p63s23p5         3         7

  25Mn    1s22s22p63s23p64s23d5      4         2

  34Se    1s22s22p63s23p64s23d104p4    4         6

三、例题解析

例1、下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是( )

A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子

B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子

C.2p轨道上有一个未成对电子的X原子与3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子

D.最外层都只有一个电子的X、Y原子

  解析:本题考查的是核外电子排布的知识。A中ls2结构的原子为He,1s22s2结构为Be,两者性质不相似。B项X原子为Mg,Y原子N层上有2个电子的有多种元素,如第4周期中Ca、Fe等都符合,化学性质不一定相同。C项为同主族的元素,化学性质一定相似。D项最外层只有1个电子的第Ⅰ A族元素可以,过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的,故性质不一定相似。

  答案:C

  点评:根据原子核外电子排布情况,找到元素在周期表中位置,根据元素在周期表中性质变化规律进行判断。

例2、下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应,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.电子构型为3s23p1

C.最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的原子

D.N层上无电子,最外层上的电子数等于电子层数的原子

  解析:据B、D的信息知元素均是Al,符合题意,A为氢不可,C为镁,与碱不反应。

  答案:BD

例3、主族元素的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.Ca2+:1s22s22p63s23p6      B.F:1s22s23p6

C.S:1s22s22p63s23p4        D.Ar:1s22s22p63s23p6

  解析:首先要写出各粒子的正确的电子排布式,再与答案中各选项相对比,就能找出正确答案。

  答案:B

  点评:熟练掌握各粒子的正确的电子排布式。

例4、有第4周期的A、B、C、D四种元素,其价电子数依次为1、2、2、7,其原子序数依次增大。已知A与B的次外层电子数为8,而C与D为18。根据原子结构,判断:

  (1)哪些是金属元素?

  (2)D与A的简单离子是什么?并写出其离子的电子排布式。

  (3)哪一元素的氢氧化物碱性最强?

  (4)B与D两原子间能形成何种化合物?写出化学式及对应的电子式。

  解析:此题的突破口在A价电子数为1,次外层电子数为8,且在第4周期,所以A为K,B价电子数为2,次外层电子数为8,所以B为Ca,C、D价电子数为2、7,次外层电子数都为18,又都在第4周期,所以C、D分剐是Zn、Br。

  答案:(1)K Ca Zn

  (2)D:Br:1s22s22p63s23p63d104s24p6、A:K:1s22s22p63s23p6 

  (3)K (4)CaBr2 

  点评:元素推断的基础是掌握元素原子的核外电子排布规律并掌握元素在周期表中的位置。

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