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目标导航预习导引 目标导航预习导引一二三一、构造原理随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下图的排布顺序,人们把它称为构造原理。 即电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s 目标导航预习导引一二三关于钾原子的结构示意图,小红和小明的观点不同:请你判断谁的观点正确,并说明理由。答案:小明的观点正确,原子核外电子排布遵循构造原理,钾原子 中的电子在能级中的排列顺序及对应电子数分别为1s2、2s2、2p6、3s2、3p6、4s1,故原子结构示意图中应有四个电子层。 目标导航预习导引一二三二、电子排布式将能级上排布的电子数标在该能级符号右上角,并按照能层从左到右的顺序排列的式子,称为电子排布式,如H的电子排布式为:Mg的电子排布式为1s 22s22p63s2,也可写成Ne3s2。 目标导航预习导引一二三小明同学认为“能层序数越大,能级的能量越高。”你同意他的观点吗?为什么?答案:不同意。根据构造原理示意图不难看出,不同能层的能级有交错现象,如E(3d)E(4s),E(4d)E(5s),E(4f)E(5p),E(4f)E(6s)等,所以小明同学的观点不合理。 目标导航预习导引一二三三、能量最低原理、基态与激发态、光谱1.原子的电子排布遵循构造原理,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)基态原子:处于最低能量的原子叫做基态原子。(2)激发态原子: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。 目标导航预习导引一二三3.光谱原子光谱: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。光谱分析:现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。节日的焰火将夜空点缀成五彩缤纷的世界,你知道这些美丽的焰火与电子有什么关系吗?答案:电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态时释放出能量,释放出的能量往往以光(辐射)的形式表现,于是形 成了美丽的焰火。 一二三知识精要典题例解迁移应用四一、构造原理根据构造原理,判断能级能量高低的规律1.相同能层上能量的高低:E(ns)E(np)E(nd)E(nf)2.不同能层能量的高低:E(1s)E(2s)E(3s),E(2p)E(3p)E(4p)3.当电子处在不同能层时,则可能有能级交错现象产生。点拨不同能级的能量并不是完全按能层序数增大的顺序递增的,从第三能层开始出现了能级交错现象。能级交错可以表示为E(ns)E(n-2)fE(n-1)dE(np)(n表示能层序数),如E(4s)E(3d),E(5s)E(4d),E(6s)E(4f)E(4f)E(4s)E(3d)B.E(3d)E(4s)E(3p)E(3s)C.E(4s)E(3s)E(2s)E(4s)E(4f)E(3d)解析:根据构造原理,各能级能量高低的排列顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s能量由低到高,A项和D项的正确顺序为E(4f)E(5s)E(3d)E(4s);C项的正确顺序为E(4s)E(3s)E(2s)E(1s)。答案:B 一二三知识精要典题例解迁移应用四 一二三知识精要典题例解迁移应用四1.下列各项中,前面的能级先填入电子的是()3d和4s4p和5s5s和4d5p和4dA.B.C.D.解析:根据构造原理可知电子填入能级的顺序为4s、3d、 4p、5s、4d、5p、6s从而可以看出中前面的能级先填入电子。答案:B2.按能量由低到高的顺序排列,正确的一组是() (导学号52700003)A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p解析:根据构造原理,A项中3d能量高于4s;B项中3s能量高于2p;D项中顺序应为3p、4s、3d、4p。 答案:C 一二三知识精要典题例解迁移应用四二、电子排布式1.电子排布式的书写按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中,如:17Cl:1s22s22p63s23p5、19K:1s22s22p63s23p64s1。在书写电子排布式时,能层低的能级要写左边,不能完全按填充顺序写。例如,21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,而不能写成1s22s22p63s23p64s23d1。2.简化电子排布式的书写为了方便书写,常把内层已达稀有气体原子的电子层结构用稀有气体符号加中括号来表示。如K:1s 22s22p63s23p64s1,其中1s22s22p63s23p6可用Ar表示,故K的简化电子排布式可表示为Ar4s1。 一二三知识精要典题例解迁移应用四3.特殊原子的核外电子排布式的书写当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原子结构较稳定。如24Cr,先按能量从低到高的顺序排列:1s22s22p63s23p64s23d4,因3d5为半充满稳定结构,因此需要将4s能级上的一个电子调整到3d能级,得到1s22s22p63s23p64s13d5。再将同一能层的排到一起,即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(3d5为半充满稳定结构)。 29Cu,先按能量从低到高的顺序排列:1s22s22p63s23p64s23d9,因3d10为全充满状态时较稳定,因此需要将4s能级上的一个电子调整到3d能级,得到1s22s22p63s23p64s13d10。再将同一能层的排到一起,即该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 一二三知识精要典题例解迁移应用四【例2】 若某基态原子的简化电子排布式为Kr4d15s2,则下列说法正确的是()A.该元素基态原子中共有3个电子B.该元素原子核外有5个电子层C.该元素原子最外层共有3个电子D.该元素原子M能层共有8个电子解析:根据核外电子排布规律,该元素基态原子的电子排布式为1s 22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见该元素原子中共有39个电子,分为5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子。答案:B 一二三知识精要典题例解迁移应用四1.下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是()A.O2-1s22s22p4 B.CaAr3d2C.FeAr3d54s2 D.Si1s22s22p63s23p2解析:O2-的电子排布式为1s22s22p6;Ca的电子排布式为Ar4s2;Fe的电子排布式为Ar3d64s2。答案:D2.下列原子的简化电子排布式不正确的是() (导学号52700004)A.V:Ar3d 34s2 B.Cr:Ar3d44s2C.Mn:Ar3d54s2 D.Ni:Ar3d84s2解析:B项中Cr的简化电子排布式应为Ar3d54s1。答案:B 一二三知识精要典题例解迁移应用四三、能量最低原理说明原子核外电子要先排布到能量低的能级,然后再依次排布到能量较高的能级,根据构造原理,各能级的能量顺序为E(1s)E(2s)E(2p)E(3s)E(3p)E(4s)E(3d) 一二三知识精要典题例解迁移应用四【例3】 下列各原子或离子的电子排布式错误的是 ()(导学号52700005)A.K+1s22s22p63s23p6 B.F1s22s22p5C.S2-1s22s22p63s23p4 D.Ar1s22s22p63s23p6解析:s能级最多可容纳2个电子,p能级最多可容纳6个电子,电子总是优先从能量低的能层、能级排列。S 2-是S原子得两个电子后形成的稳定结构,故第三能层中电子的排布应为3s23p6。答案:C 一二三知识精要典题例解迁移应用四某元素原子的3d能级上有1个电子,则其N能层上的电子数是()A.0 B.2 C.5 D.8解析:根据能量最低原理,结合该元素原子3d能级上有1个电子,可以写出该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,由此可知该元素N能层上的电子数为2。答案:B 一二三知识精要典题例解迁移应用四四、基态与激发态、光谱基态原子是能量最低的原子,其核外电子排布遵循构造原理。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,其核外电子排布不再遵循构造原理。说明(1)光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。(2)在日常生活中,我们看到的许多可见光,如灯光、霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 一二三四知识精要典题例解迁移应用【例4】 以下电子排布式是基态原子的电子排布的是()1s12s11s22s12p11s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1A.B.C.D.解析:根据构造原理,核外电子的排布总是首先占据能量较低的能级,当能量较低的能级填满后再进入能量较高的能级,此时整个原子能量最低,处于基态。中1s能级未填满就进入2s能级,属于激发态原子;中2s能级未填满就进入2p能级,也属于激发态原子。只有属于基态原子的电子排布。答案:D 一二三四知识精要典题例解迁移应用 一二三四知识精要典题例解迁移应用1.以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是()A.1s22s1 B.1s22s22p1C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63p1答案:D 一二三四知识精要典题例解迁移应用2.下列表达正确的是() (导学号52700006)A.1s22p1属于基态B.1s22s22p63s23p63d54s2属于激发态C.1s22s22p63d1属于激发态D.1s22s22p63p1属于基态解析:电子排布式符合构造原理的原子处于基态。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。A项,电子从2s能级跃迁到2p能级,属于激发态;B项属于基态;C项,电子从3s能级跃迁到3d能级,属于激发态;D项,电子从3s能级跃迁到3p能级,属于激发态。答案:C 案例探究方法总结能级交错对电子排布的影响下列电子排布式不符合构造原理的是()A.16S:1s22s22p63s23p4B.24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1C.11Na:1s22s22p63s1D.19K:1s22s22p63s23p64s1解析:电子在能级上的排列顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d排布的最多电子数分别为2、2、6、2、6、2、10书写电子排布式时,应按照该规律书写才符合构造原理。故按照构造原理 24Cr的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d44s2,但实际上24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,这是因为3d能级为半充满状态(即3d能级填充5个电子)时,能量相对较低,原子结构较稳定。答案:B 案例探究方法总结构造原理的能量高低顺序并不是完全按照能层序数递增排列的,从第三能层开始,能级出现了交错现象,如E(4s)E(3d)。大多数元素原子的核外电子排布符合构造原理,但少部分不符合,如Cr、Cu。
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