第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)李仕才考點一原子結(jié)構(gòu)1能層、能級、原子軌道和容納電子數(shù)之間的關(guān)系2.原子軌道的形狀和能量高低(1)軌道形狀s電子的原子軌道呈球形。p電子的原子軌道呈啞鈴形。(2)能量高低相同能層上原子軌道能量的高低：ns<np<nd<nf。形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s<4s<。同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如npx、npy、npz軌道的能量相等。3原子核外電子的排布規(guī)律(1)三個原理能量最低原理：原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構(gòu)造原理示意圖：泡利原理：在一個原子軌道里最多只能容納2個電子，而且自旋方向相反。洪特規(guī)則：當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同。洪特規(guī)則特例：當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法4.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷基態(tài)激發(fā)態(tài)：當基態(tài)原子的電子吸收能量后，會從低能級躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。激發(fā)態(tài)基態(tài)：激發(fā)態(tài)原子的電子從較高能級躍遷到低能級時會釋放出能量。(2)原子光譜不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)1p能級能量一定比s能級的能量高。()2鐵元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6。()3磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 ()4同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多。()5電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原則。()62p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等。()71s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布。()8原子光譜是因為電子的躍遷引起的。()1應(yīng)用能量最低原理時，要注意原子軌道能量的高低，如能量E3d>E4s。所以電子先排4s軌道，再排3d軌道，而失電子時，都先失4s軌道上的電子。2當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。4注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、原子外圍電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：Ar3d104s1；外圍電子排布式：3d104s1。一、核外電子排布的表示方法1下列各項敘述正確的是()A鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)B價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第A族，是s區(qū)元素C所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同D24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2解析：鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時，原子吸收能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，A錯誤；價電子排布為5s25p1的元素，位于第五周期第A族，是p區(qū)元素，B錯誤；所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，能層越大，球的半徑越大，C正確；24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充滿軌道能量較低，D錯誤。答案：C2下列關(guān)于鈉元素的幾種表達式錯誤的是()B基態(tài)Na的結(jié)構(gòu)示意圖：C基態(tài)Na的電子排布式：1s22s22p63s1D基態(tài)Na的簡化電子排布式：Na3s1解析：Na的簡化電子排布式為Ne3s1。答案：D3下列表示鈉原子的式子中能反映能級差別和電子自旋狀態(tài)的是()解析：只有電子排布圖才能反映出電子的自旋狀態(tài)。答案：D4下列敘述正確的是()AAr3d64s2是基態(tài)原子的電子排布式BCr原子的電子排布式：1s22s22p63s23p64s13d5CCu原子的價電子排布式是3d94s2DC原子的軌道表示式是解析：B項，在書寫電子排布式時，不能按填充順序書寫；C項，d軌道應(yīng)是全充滿時穩(wěn)定；D項違反了洪特規(guī)則。答案：A5下列電子排布圖所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是()解析：電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則等。A.2p能級未排滿，則排布3s軌道，違背能量最低原理，錯誤；B.2p能級的3個電子應(yīng)單獨占據(jù)3個軌道，違背洪特規(guī)則，錯誤；C.2p能級未排滿，違背能量最低原理，錯誤；D.符合電子的排布原理，能量處于最低狀態(tài)，正確。答案：D6下列說法錯誤的是()Ans電子的能量不一定高于(n1)p電子的能量B6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理解析：A項，各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5sns電子的能量一定高于(n1)p電子的能量；B項，對于C原子來說，2p能級有3個能量相同的原子軌道，最后2個電子應(yīng)以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上，違反了洪特規(guī)則；C項，根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s<E3d，對于21Sc原子來說，最后3個電子應(yīng)先排滿4s軌道，再排3d軌道，電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，故違反了能量最低原理；D項，對于22Ti原子來說，3p能級共有3個軌道，最多可以排6個電子，如果排10個電子，則違反了泡利原理。答案：A二、根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布推斷元素7下列各組表述中，兩個原子不屬于同種元素原子的是()A3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子CM層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析：A項，3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子，按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個電子，所以兩個原子是同種元素的原子；B項，2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子，它的2p能級上只能是5個電子，所以兩原子是同種元素的原子；C項，M層全充滿而N層為4s2的原子，其M層應(yīng)為18個電子，而后者的M層上只有8個電子，所以兩原子不是同種元素的原子；D項，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子中，最外層電子數(shù)要小于或等于8個電子，且電子總數(shù)為5的倍數(shù)，所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40，其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素，該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5，所以兩原子是同種元素的原子。答案：C8A、B、C三種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1，B元素原子核外有4種能級，且全部充滿原子；C元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4。(1)A的基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有_個方向，原子軌道呈_形。(2)某同學推斷B基態(tài)原子的核外電子排布為，該同學所畫的電子排布圖違背了_。(3)C位于_族_區(qū)，價電子排布式為_。解析：根據(jù)提供的信息，可以推斷A為N，B為Mg，C為Cl。(1)N的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p能級上電子，電子云在空間有3個方向，原子軌道呈啞鈴形。(2)該同學所畫的電子排布圖中3s能級上兩個電子自旋方向相同，違背了泡利原理。(3)Cl的價電子排布式為3s23p5，位于第3周期A族，屬于p區(qū)元素。答案：(1)3啞鈴(2)泡利原理(3)Ap3s23p59A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為_。(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為_，C的元素符號為_。(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，則n_；原子中能量最高的是_電子。解析：(1)A元素基態(tài)原子次外層有2個電子，故次外層為K層，A元素有2個電子層，由題意可寫出其電子排布圖為，則該元素核外有6個電子，為碳元素，其元素符號為C，另外氧原子同樣也符合要求，其電子排布圖為。(2)B、C的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，D為26號元素Fe。(4)根據(jù)題意要求，寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號元素Cu。(5)s能級只有1個原子軌道，故最多只能容納2個電子，即n2，所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3，F(xiàn)是N元素；根據(jù)能量最低原理，可知氮原子核外電子中的2p能級能量最高。答案：(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(5)22p