第一节 原子结构与性质
1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。(高频)
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。(高频)
3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。(高频)
原子结构和核外电子排布
1.能层、能级和原子轨道
能层 K L M N
能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f
原子轨道数目 1 1+3=4 1+3+5=9 1+3+5+7=16
最多容纳电子数目 2 8 18 32
2.原子轨道的形状和数目
(1)形状
s电子的原子轨道都是球形的,能层序数n越大,原子轨道的半径越大。p电子的原子轨道是纺锤形状的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直。而且原子轨道的平均半径也随n增大而增大。
(2)数目
①ns能级各有1个轨道,np能级各有3个轨道,nd能级各有5个轨道,nf能级各有7个轨道。
②能层序数(n)与原子轨道数(m)的关系为m=n2。
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最低,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依次填充,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: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。
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。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
电离能、电负性
1.电离能
(1)定义:气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能。
(2)分类
(3)影响因素
电离能数值的大小取决于原子的有效核电荷数、电子层结构及原子的半径。
(4)电离能的变化规律
同周期 碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大,从左到右,元素的第一电离能在总体上呈现由小到大的趋势
同主族 从上到下第一电离能逐渐减小
同种元素的原子 电离能逐级增大(例如,某种元素的第二电离能大于第一电离能)
2.电负性
(1)概念
元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。
(2)意义
电负性越大,其原子在化合物中吸引电子的能力越强。
(3)电负性的变化规律
①同周期:左―→右,逐渐增大
②同主族:上―→下,逐渐减小
元素周期表和周期律
1.元素周期表的结构与性质特点
分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除氢外都是活泼金属元素
p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6(He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)
d区 ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近