原子构造与原子核外电子能级分布考点聚焦1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱知识梳理一、能层与能级对多电子原子的核外电子，按将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。完成下表：各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能层(n)一二三四五六七符号KLNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d5s………最多电子数2262………21832……2n2由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为。②能级类型的种类数与数相对应③spdf能级所含轨道数分别为，与能级所在能层无关。二、电子云与原子轨道1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示。2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为%的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道呈对称，ns能级各有6/6个原子轨道；p电子的原子轨道呈，np能级各有个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有个原子轨道；nf能级各有个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。三、核外电子排布规律1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循以下顺序：1s、2s、2p、3s、3p、、、4p、5s、4d、5p、6s、4f……构造原理提醒了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交织现象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。思考：如何快速判断不同能级的能量上下？2．能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳个自旋方向的电子。4．洪特规那么：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据轨道，且自旋方向。思考：为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子？四、基态、激发态、光谱1．基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。6/62．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。3．光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。试题枚举【例1】以下有关电子云和原子轨道的说法正确的选项是（）A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大解析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，应选项A错误。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它说明电子在这一区域内出现的时机大，在此区域外出现的时机少，应选项B错误。无论能层序数n怎样变化，每个p能级都是3个原子轨道且相互垂直，应选项C错误。由于按1p、2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。答案：D6/6【例2】以下有关认识正确的选项是（）A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B．各能层的能级都是从s能级开场至f能级完毕C．各能层含有的能级数为n—1D．各能层含有的电子数为2n2解析：各能层的能级都是从s能级开场，但不是至f能级完毕，如L能层只有2s、2p两个能级，B错误；各能层含有的能级数与能层一致，以C不对；各能层最多容纳电子数为2n2，而不是必须含有的电子数2n2答案：A【例3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（）A．1s22s22p63s13p3B．1s22s22p63s23p63d104s14p1C．1s22s22p63s23p63d24s1D．1s22s22p63s23p63d104s24p1解析：ABC均不符合能量最低原理，选D答案：D【例4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法，错误的选项是（）A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”解析：spdf能级所含轨道数分别为1、3、5、7，均为奇数，而电子电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，如两电子占据2p轨道分别占据两个轨道，形成两个未成对电子答案：BD6/6【例5】以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。构造示意图电子排布式电子排布图（轨道表示式）铁原子1s22s22p63s23p63d64s2铁离子1s22s22p63s23p63d5⑴铁原子最外层电子数为，铁在发生化学反响时，参加反响的电子可能是。⑵请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子构造信息。答案：⑴24s上的2个电子或4s上的2个电子和3d上的1个电子⑵构造示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。轨道表示式：能反映各轨道的能量的上下及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。【例6】以以下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_____________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图____________ 是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在以以下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。6/6答案：①③⑤ ②④⑥6/6
