【2025届一轮】第17讲 原子结构与性质

文摘   2024-08-12 11:13   广东  

一、原子结构

1.原子结构的发展史

2.原子的结构

核内、核外

3.能层:核外电子按能量不同分成能层

能层符号

能层能量高低

能层最多所能容纳的电子数

次外层、最外层等概念

钠原子次外层上电子具有的能量是否完全相同?

5.能级:同一能层,按能量不同分成能级

能级符号

能级能量高低

能级最多所能容纳的电子数

6.电子云、电子云轮廓图

量子力学指出:一定空间运动状态的电子并不在玻尔假设的线性轨道上运动,而是在核外空间各处都可以出现,只是出现的概率不同。

概率密度的计算公式,P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积

小点代表什么?

电子云轮廓图:将电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来

7.原子轨道:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为

一个原子轨道,s 电子有1种空间运动状态,p 电子有3种空间运动状态。

空间运动状态数目=原子轨道数目

二、核外电子排布规律

1.核外电子排布原则:能量最低原理,随着原子的核电荷数的递增,原子核每增加一个质子,原子核外便增加一个电子,这个电子大多是按如图所示的能级顺序填充的,填满一个能级再填下一个能级,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。源于光谱学事实,思维模型,假想过程

2.核外电子排布原则:泡利原理(泡利不相容/保里不相容)

在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们自旋相反(电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向)

一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子

对于钠原子,有多少种运动状态不同的电子?

运动状态不同的电子数=电子数目

3.核外电子排布原则:洪特规则

基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占不同轨道,且自旋方向相同

必须注意,洪特规则是针对电子填入简并轨道而言的,并不适用于电子填入能量不同的轨道

不仅适用于基态原子,也适用于基态离子

特例

4.核外电子排布书写

核外电子排布表示方法有哪些?分别有哪些注意事项?

电子排布式

电子排布图(轨道表示式)

简化电子排布式

价层电子排布式(轨道表示式)

当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前;而失电子时,却先失4s轨道上的电子

三、原子状态与原子光谱

1.原子状态

基态原子:处于能量最低状态的原子

激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级的原子

2.焰色试验

3.原子状态与光谱的关系

不同元素原子的电子发生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

4.能量相关问题

四、核素 同位素

五、元素周期表

1.元素周期表的结构

周期(短周期、长周期)

族(主族、副族、0族)

主族元素的族序数=原子最外层电子数(价电子数)=最高正价【O、F除外】

元素分区

2.元素周期表的应用

六、元素周期律

  1. 半径的递变趋势

    同周期元素原子半径,自左向右,依次减小

    同主族元素原子半径,自上而下,依次增大

    离子半径比较:电子层数越多,半径越大;核外电子排布相同,序大径小;同种元素的不同微粒,核外电子数越多,半径越大

  2. 化合价的递变趋势

    最高正化合价呈现+1→+7(O无最高正价、F无正价)

    最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化

  3. 必修性质回顾

  4. 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最低能量。符号为I1。

    同主族元素,从上至下,随着原子序数的增加,I1呈现减小的趋势。

    同周期主族元素,从左至右,随着原子序数的递增,I1呈现增大的趋势。

    第一电离能与元素的化合价是否有联系?

  5. 电负性

    ①键合电子:原子中用于形成化学键的电子。

    ②电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。

    指定氟的电负性为4.0,锂的电负性为1.0,计算其他元素的相对电负性(稀有气体未计)

     同主族元素,自上而下,元素的电负性逐渐变小。

    同周期元素,自左向右,元素的电负性逐渐增大。

    【电负性的应用】

    1.判断元素的金属性与非金属性

    2.判断化学键成键类型

    3.判断元素化合价的正负

    4.与结构(离子键、氢键、键角、配位键)、性质(酸性、溶解性)的关系

  6. 对角线规则:某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的,这似性称之为对角线规则。

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