第35讲 原子结构与元素性质
考纲要求 1.认识原子核外电子的运动状态,了解电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义。2.了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理,能用电子排布式表示1~36号元素的原子和离子的基态核外电子排布。3.了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律,能根据元素电负性说明元素的金属性和非金属性的周期性变化规律。
考点一 原子核外电子排布原理
1.电子层、原子轨道
(1)电子层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。
(2)原子轨道:①同一能层里电子的能量也可能不同,又将其分成不同的原子轨道,通常用s、p、d、f等表示,同一电子层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
②电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。
原子轨道 轨道形状 轨道个数
s 球形 1
p 纺锤形 3
特别提醒 第一电子层(K),只有s轨道;第二电子层(L),有s、p两种原子轨道,p轨道上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三电子层(M),有s、p、d三种轨道。
2.基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:
注意 所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
(2)泡利不相容原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子,且自旋状态相反。
如2s轨道上的电子排布为 ,不能表示为 。
(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。如2p3的电子排布为 ,不能表示为 或 。
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的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
3.基态、激发态及光谱示意图