原子结构与性质课件

,第,37,讲,原子结构与性质,第十二章物质结构与,性质,(,选,考,),第37讲原子结构与性质第十二章物质结构与性质(选考),考点一原子核外电子排布原理,考点一原子核外电子排布原理,1.,能层、能级与原子轨道,(1),能层,(,n,),：在多电子原子中，核外电子,的,是,不同的，按照电子,的,差异,将其分成不同能层。通常用,K,、,L,、,M,、,N,表示，能量依次升高。,(2),能级：同一能层里电子,的,也,可能不同，又将其分成不同的能级，通常,用,等,表示，同一能层里，各能级的能量,按,的,顺序依次升高，即,：,。,知识梳理,能量,能量,能量,s,、,p,、,d,、,f,s,、,p,、,d,、,f,E,(s),E,(p),E,(d),E,(f),1.能层、能级与原子轨道知识梳理能量能量能量s、p、d、fs,(3),原子轨道：电子云轮廓图给出了电子,在,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,_,_,p,_,_,特别提醒,第一能层,(K),，只有,s,能级；第二能层,(L),，有,s,、,p,两种能级，,p,能级上有三个原子轨道,p,x,、,p,y,、,p,z,，它们具有相同的能量；第三能层,(M),，有,s,、,p,、,d,三种能级。,核外经常出现,球形,哑铃形,1,3,(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在,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.基态原子的核外电子排布注意：所有电子排布规则都需要满足能,(2),泡利原理,每个原子轨道里最多只能,容纳,个,电子，且自旋,状态,。,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,_,占据,一个轨道，且自旋状态相同。如,2p,3,的电子排布为,，,不能,表示,为,或,。,2,相反,优先单独,(2)泡利原理2相反优先单独,洪特规则特例：当能量相同的原子轨道,在,(,p,6,、,d,10,、,f,14,),、,(,p,3,、,d,5,、,f,7,),和,(,p,0,、,d,0,、,f,0,),状态时，体系的能量最低，如：,24,Cr,的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,。,3.,基态、激发态及光谱,示意图,全满,半满,全空,洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 (p6,1.,正误判断，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),同一原子中，,2p,、,3p,、,4p,能级的轨道数依次增多,(,),(3)2p,和,3p,轨道形状均为哑铃形，能量也相等,(,),(4)2p,x,2p,y,2p,z,的能量相等,(,),(5)2s,轨道的电子排布图为,(,),(6)2p,3,的电子排布图为,(,),深度思考,1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”深度思考,2.,完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系,能层,一,二,三,四,五,符号,K,L,M,N,O,能级,1s,2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f,5s,最多容纳电子数,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,_,2,2,6,2,6,10,2,6,10,14,2,2,8,18,32,2,n,2,2.完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层一二,3.,请用核外电子排布的相关规则解释,Fe,3,较,Fe,2,更稳定的原因。,答案,26,Fe,价层电子的电子排布式为,3d,6,4s,2,，,Fe,3,价层电子的电子排布式为,3d,5,，,Fe,2,价层电子的电子排布式为,3d,6,。根据,“,能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低,”,的原则，,3d,5,处于半满状态，结构更为稳定，所以,Fe,3,较,Fe,2,更为稳定。,特别提醒,由于能级交错，,3d,轨道的能量比,4s,轨道的能量高，排电子时先排,4s,轨道再排,3d,轨道，而失电子时，却先失,4s,轨道上的电子。,3.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3较Fe2更稳定的,解题探究,题组一电子排布式、排布图的书写与判断,1.,写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式：,答案,原子,电子排布式,简化电子排布式,N,_,_,Cl,_,_,Ca,_,_,Fe,_,_,Cu,_,_,As,_,_,1s,2,2s,2,2p,3,He,2s,2,2p,3,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,5,Ne,3s,2,3p,5,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,Ar,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,3,Ar,3d,6,4s,2,Ar,3d,10,4s,1,Ar,3d,10,4s,2,4p,3,解题探究题组一电子排布式、排布图的书写与判断答案原子电子排,2.,下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的,是,_,。,答案,解析,、,不符合能量最低原理,；,不符合洪特规则。,2.下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是,考点二原子结构与元素性质,考点二原子结构与元素性质,1.,原子结构与周期表的关系,(1),原子结构与周期表的关系,(,完成下列表格,),知识梳理,周期,能,层,数,每周期第一个元素,每周期最后一个元素,原子,序数,基态原子的简,化电子排布式,原子,序数,基态原子的,电子排布式,二,2,3,He,2s,1,10,1s,2,2s,2,2p,6,三,3,11,_,_,_,四,4,19,_,_,_,Ne,3s,1,18,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,Ar,4s,1,36,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,1.原子结构与周期表的关系知识梳理周期能每周期第一个元素每周,五,5,37,Kr,5s,1,54,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,4d,10,5s,2,5p,6,六,6,55,Xe,6s,1,86,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,4d,10,4f,14,5s,2,5p,6,5d,10,6s,2,6p,6,五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d,(2),每族元素的价层电子排布特点,主族,主族,A,A,A,A,排布特点,_,_,_,_,主族,A,A,A,排布特点,_,_,_,0,族：,He,：,1s,2,；其他,n,s,2,n,p,6,。,过渡元素,(,副族和第,族,),：,(,n,1)d,1,10,n,s,1,2,。,n,s,1,n,s,2,n,s,2,n,p,1,n,s,2,n,p,2,n,s,2,n,p,3,n,s,2,n,p,4,n,s,2,n,p,5,(2)每族元素的价层电子排布特点主族AAAA排布特点,(3),元素周期表的分区,根据核外电子排布,a.,分区,(3)元素周期表的分区,b.,各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点,分区,元素分布,价电子排布,元素性质特点,s,区,A,、,A,族,n,s,1,2,除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应,p,区,A,族,A,族、,0,族,n,s,2,n,p,1,6,通常是最外层电子参与反应,d,区,B,族,B,族、,族,(,除镧系、锕系外,),(,n,1)d,1,10,n,s,1,2,d,轨道可以不同程度地参与化学键的形成,b.各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布价电,ds,区,B,族、,B,族,(,n,1)d,10,n,s,1,2,金属元素,f,区,镧系、锕系,(,n,2)f,0,14,(,n,1)d,0,2,n,s,2,镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近,ds区B族、B族(n1)d10ns12金属元素f区镧,根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区,(,如下图,),，处于金属与非金属交界线,(,又称梯形线,),附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。,注意,对于,主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如,Fe,的价电子层排布为,3d,6,4s,2,。,根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金,2.,对角线规则,在,元素周期表中，某些主族元素,与,的,主族元素的有些性质是,相似,的,，,如,。,右下方,2.对角线规则右下方,3.,元素周期律,(1),原子半径,能层数：能层数越多，,原子半径,_,核电荷,数：能层数相同核电荷数越大,，原子半径,_,影响因素,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,；,同主族元素从上到下，原子半径,逐渐,。,越大,越小,减小,增大,3.元素周期律能层数：能层数越多，原子半径_ 影响,(2),电离能,第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要,的,，,符号,：,，,单位,：,。,规律,a.,同周期：第一种元素的第一,电离能,，,最后一种元素的第一,电离能,，,总体,呈现,的,变化趋势。,b.,同族元素：从上至下第一,电离能,。,c.,同种原子：逐级电离能,越来越,(,即,I,1,I,2,I,3,),。,最低能量,I,1,kJmol,1,最小,最大,从左至右逐渐增大,逐渐减小,大,(2)电离能最低能量I1kJmol1最小最大从左至右逐渐,(3),电负性,含义：元素的原子在化合物,中,能力,的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物,中,的,能力,越,。,标准：以最活泼的非金属氟的电负性,为,作为,相对标准，计算得出其他元素的电负性,(,稀有气体未计,),。,变化规律,金属元素的电负性,一般,1.8,，非金属元素的电负性,一般,1.8,，而位于非金属三角区边界的,“,类金属,”,(,如锗、锑等,),的电负性则在,1.8,左右。,在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性,逐渐,，,同主族从上至下，元素的电负性,逐渐,。,吸引键合电子,吸引键合电子,强,4.0,小于,大于,增大,减小,(3)电负性吸引键合电子吸引键合电子强4.0小于大于增大减小,4.,第四周期中，未成对电子数最多的元素是,_(,填名称,),。,(1),它位于,_,族。,(2),核外电子排布式是,_,_,_,。,(3),它,有,_,个能层，,_,个,能级,，,_,_,_,种运动状态不同的电子。,(4),价电子排布式,_,，价电子排布,图,_,。,(5),属于,_,区。,答案,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,或,Ar,3d,5,4s,1,B,4,7,24,铬,3d,5,4s,1,d,4.第四周期中，未成对电子数最多的元素是_(填名称)。答,5.,为什么镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大？,答案,Mg,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,P,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,。镁原子、磷原子最外层能级中，电子处于全满或半满状态，相对比较稳定，失电子较难。用此观点可以解释,N,的第一电离能大于,O,，,Zn,的第一电离能大于,Ga,。,5.为什么镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大？答,特别提醒,(1),金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。,(2),不能将电负性,1.8,作为划分金属和非金属的绝对标准。,(3),共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。,(4),同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。,特别提醒(1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完,