1 第十二章 物质结构与性质
李仕才
第一节原子结构与性质
第一节原子结构与性质
考点一 原子结构
1．能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系 2
2.原子轨道的形状和能量高低
(1)轨道形状
①s电子的原子轨道呈球形。
②p电子的原子轨道呈哑铃形。
(2)能量高低
①相同能层上原子轨道能量的高低：ns
②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npx、npy、npz轨道的 3 能量相等。
3．原子核外电子的排布规律
(1)三个原理
①能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。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，而且自旋方向相反。
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，而且自旋方向相同。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(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。
(2)基态原子核外电子排布的表示方法 4
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，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低能级时会释放出能量。
(2)原子光谱
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。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．p能级能量一定比s能级的能量高。( × )
2．铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。( × )
1 课题2《原子的结构》课堂练习
一、填空题。
1、原子是由居于原子中心的带 电的 和核外带 电的 构成，原子核是由
和 两种粒子构成的。
2、由于核内的 与核外的 相等，所以原子不显电性。不同种类的原子，核内的
不同。
3、构成物质的粒子有 、 、 。例如：氢气由 构成；
铁由 构成；氯化钠由 和 构成。
4、原子结构示意图中，圆圈表示 ，圈内的数字表示 ，外面的弧线表示 ，弧线上的数字表示 。
5、带电的原子叫做 ，带正电荷的原子叫做 ，带负电荷的原子叫做 。
6、离子符号的意义：Mg2+表示 ；2 K+表示 。
7、以一种 为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，叫做这种原子的相对原子质量（符号为 ）。原子的质量主要集中在 上。
相对原子质量≈ ＋ 。
二、选择题：
1、与原子的化学性质关系最密切的是（ ）
A、质子数 B、电子数 C、电子层数 D、最外层电子数
2、下列说法不正确的是（ ）
A、在多个电子的原子里，电子是分层排布的
B、具有稳定结构的粒子一定是稀有气体原子
C、非金属原子的最外层电子上电子一般多于4个
D、原子结构示意图可简明、方便地来表示原子的结构
1.21原子结构与元素的性质
【学习目标】
1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系；
2、知道外围电子排布和价电子层的涵义，认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律；
3、掌握原子半径的变化规律；
4、了解元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质、主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系；
5、了解元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素的某些性质，根据元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则；
6、认识原子结构与元素周期系的关系，形成有关物质结构的基本观念，认识物质的结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。
【要点梳理】
要点一：原子结构与周期表
1、元素周期系：（元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复的结果）
随着元素原子的核电荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现稀有气体。然后又开始由碱金属到稀有气体，这就是元素周期系中的一个个周期。这也是原子核外电子排布规律中为什么最外层的电子数不超过8个电子的原因。
2、元素周期表：(体现元素原子结构、元素性质的周期性变化)
⑴元素周期表的结构
在第一周期中元素只有一个电子层即第一个能层，而第一能层只有一个能级，该能级最多只容纳2个电子，所以第一周期只有两种元素。因此元素周期系的发展就像螺壳上的螺纹一样螺旋上升的。
⑵、原子结构与元素在周期表中的位置关系（元素在周期表中的位置由原子结构决定）
原子核外电子层数决定元素所在的周期：
周期序数=原子核外电子层数；
原子的价电子总数决定元素所在的族，周期表上的外围电子排布称为“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化，“价电子”即与元素化合价有关的电子，元素周期表的每个纵列的价电子层上电子总数相同，对于主族元素，价电子指的就是最外层电子，所以：
第 1 页 共 8 页 1．下列各项叙述中，正确的是( )
A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大
B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D．氮原子的最外层电子轨道表示式：
解析：选B。同主族元素从上到下，电负性减小；2p轨道能量低于3p；利用“洪特规则”可知D项最外层电子排布图错误。
2．下列各项叙述中，正确的是( )
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析：选C。A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
3．下列关于钠元素的几种表达式错误的是( )
A．Na＋的电子排布图：
B．Na＋的结构示意图：
C．Na的电子排布式：1s22s22p63s1
D．Na的简化电子排布式：[Na]3s1
解析：选D。Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。即上一周期的稀有气体[元素符号]＋该原子的价电子排布。
4．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是( )
A．最外层有8个电子的原子
B．最外层电子排布为ns2的原子
C．次外层无未成对电子的原子
D．最外层有3个未成对电子的原子
第 2 页 共 8 页 解析：选D。最外层有8个电子的原子为0族元素；第四周期中的副族元素Sc、Ti、Mn等最外层电子排布均为4s2；所有元素的原子次外层均无未成对的电子；最外层有3个未成对电子的元素的价层电子排布一定是ns2np3，位于ⅤA族。
