选修3 物质结构与性质第一节 原子结构与性质基础知识整合]1．能层、能级和原子轨道(1)轨道形状⎩⎨⎧s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形(2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。
(3)能量关系⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ ①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s ……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2p x 、2p y 、2p z 轨道的能量相同3．原子核外电子排布规律(1)能量最低原理：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：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。
构造原理示意图：(2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。
注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。
如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
4．电子的跃迁与原子光谱(1)电子的跃迁①基态―→激发态：当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。
②激发态―→基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。
(2)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。
包括吸收光谱和发射光谱。
用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
应用体验]写出下列原子或离子的①电子排布式②价电子排布图③电子占的原子轨道数④未成对电子数。
(1)N：①________②________③________④________。
(2)Cl：①________②________③________④________。
(3)Fe2＋：①________②________③________④________。
(4)Cu：①________②________③________④________。
(5)Se：①________②________③________④________。
(6)Br－：①________②________③________④________。
提示](1)①1s22s22p3③5④3(2)①1s22s22p63s23p5或Ne]3s23p5考点多维探究]角度1核外电子排布的表示1．(高考组合题)(1)(2016·全国乙卷)基态Ge原子的核外电子排布式为Ar]________，有________个未成对电子。
(2)(2016·全国甲卷)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。
(3)(2015·全国卷Ⅰ)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。
(4)(2014·全国卷Ⅰ)基态Fe原子有________个未成对电子。
Fe3＋的电子排布式为________。
(5)(2013·全国卷Ⅰ)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为______、电子数为________。
(6)(2012·全国卷)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。
(7)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为________。
(8)(2015·海南高考)钒在元素周期表中的位置为________，其价层电子排布图为________________。
(9)(2015·上海高考)Mg原子核外电子排布式为________；Ca原子最外层电子的能量________Mg原子最外层电子的能量(选填“低于”、“高于”或“等于”)。
答案](1)3d104s24p2 2(2)Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 2(3)电子云 2(4)4Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(5)M9 4(6)343s23p63d10(7)Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10(8)第四周期ⅤB 族(9)1s 22s 22p 63s 2 高于2．完成下列化学用语 (1)Cr 原子的核外电子排布式________，外围电子排布式________，原子结构示意图________，价电子排布图________________。
(2)Cu 2＋的核外电子排布式________，离子结构示意图________。
(3)As 的核外电子排布式________，原子结构示意图________价，价电子排布图________________。
(4)Co 的外围电子排布式________________，外围电子排布图________________。
答案] (1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1 3d 54s 1描述核外电子排布的两种化学用语(1)电子排布式⎩⎪⎨⎪⎧核外电子排布式：如Fe ：[Ar]3d 64s2价(外围)电子排布式：如Fe ：3d 64s 2注意：当出现d轨道时，虽然电子按n s、(n－1)d、n p的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在n s前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，1s22s22p63s23p64s23d6错误。
角度2根据核外电子的排布特点推断元素3．(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__________；其价层电子排布图为_____________________________。
(2)B元素的负一价离子和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离子的结构示意图为________。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________，其原子的结构示意图为________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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______________。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为n s n n p n＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子排布图为________。
解析](1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。
(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。
(4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1故E为Cu。
(5)F最外层电子排布式为2s22p4。
答案](1)N(2)Cl(3)Fe 1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2或Ar]3d 64s 2(4)Cu Ar]3d 104s 1 (5)2 2p4．(2016·四川高考改编)M 、R 、X 、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 是一种过渡元素。
M 基态原子L 层中p 轨道电子数是s 轨道电子数的2倍，R 是同周期元素中最活泼的金属元素，X 和M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z 的基态原子4s 和3d 轨道半充满。
请回答下列问题：(1)写出M 、R 的价电子排布式：M________、R________。
(2)写出X 、Y 的价电子排布图：X________、Y________。
(3)写出Z 的核外电子排布式________，Z 的核外未成对电子数为________。
解析] 根据题目给出的M 、R 和X 的信息确定，M 是氧元素，R 是钠元素，X 是硫元素。
根据M 、R 、X 、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y 是氯元素。
根据Z 的基态原子4s 和3d 轨道半充满，则Z 元素原子的核外有24个电子，它是铬元素。
答案] (1)2s 22p 4 3s 1(3)Ar]3d 54s 16根据电子排布推断元素的思维模板分析题意――→确定⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫能层电子数能级电子数原子轨道电子数其他特征等―→确定元素―→完成题中问题 角度3 电子跃迁与原子光谱5．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( )【导学号：95812282】A ．1s 22s 22p 63s 2―→1s 22s 22p 63p 2B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4C．1s22s2―→1s22s12p1D．1s22s22p1x―→1s22s22p1yB A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2p x与2p y能量相同，不属于电子跃迁。
] 6．从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案]吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量基态、激发态及光谱示意图考点2| 原子结构与元素的性质基础知识整合]1．元素周期表的结构与性质特点(1)影响因素⎩⎨⎧ 能层数：能层数越多，原子半径越大核电荷数：核电荷数越大，原子半径越小(2)变化规律 元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
